特許 7488795 半導体製造装置用部材

(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】

(24)【登録日】2024-05-14

(45)【発行日】2024-05-22

(54)【発明の名称】半導体製造装置用部材

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20240515BHJP

   C04B 37/02 20060101ALI20240515BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

C04B37/02 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021097247

(22)【出願日】2021-06-10

(65)【公開番号】P2022188945

(43)【公開日】2022-12-22

【審査請求日】2023-01-19

(73)【特許権者】

【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

【審査官】湯川 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１９４６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６１０８０５１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２００６－０８０３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１１９９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２４７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３３５７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４８１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０４４３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０４４３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００９８５６４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｃ０４Ｂ ３７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円盤状又は円環状のセラミックヒータと、
金属ベースと、
前記金属ベースと前記セラミックヒータとを接着する接着材と、
前記接着材の周囲を囲むように前記セラミックヒータと前記金属ベースとの間に設けられた接着性の保護材と、
前記接着材と前記保護材との間に設けられ、前記接着材と前記保護材とが接着するのを防止する接着防止層と、
を備え、
前記金属ベースのうち前記セラミックヒータに対向する面の縁の内側には、円周突起部が設けられ、前記保護材は、前記セラミックヒータと前記円周突起部と前記金属ベースとによって囲まれた空間に設けられている、
半導体製造装置用部材。

【請求項2】

前記接着防止層は、空隙層又は接着力のない材料で形成された非接着層である、
請求項１に記載の半導体製造装置用部材。

【請求項3】

前記セラミックヒータのうち前記金属ベースに対向する面の縁には、面取り部が設けられ、前記保護材は、前記面取り部と前記金属ベースとによって囲まれた空間に設けられている、
請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。

【請求項4】

円盤状又は円環状のセラミックヒータと、
金属ベースと、
前記金属ベースと前記セラミックヒータとを接着する接着材と、
前記接着材の周囲を囲むように前記セラミックヒータと前記金属ベースとの間に設けられた接着性の保護材と、
を備え、
前記接着材は、主要部と、前記主要部の周囲に沿って設けられ、前記保護材と接着された幅狭な副部と、前記主要部と前記副部との間に設けられた接着防止部と、を有する、
半導体製造装置用部材。

【請求項5】

前記接着防止部は、円周に沿って断続的に又は連続して設けられている、
請求項４に記載の半導体製造装置用部材。

【請求項6】

前記接着防止部は、空隙部又は接着力のない材料で形成された非接着部である、
請求項４又は５に記載の半導体製造装置用部材。

【請求項7】

前記金属ベースは、前記金属ベースの側面及び前記セラミックヒータに対向する面のうち少なくとも前記保護材が形成されている部分に絶縁膜を有する、
請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体製造装置用部材。

【請求項8】

前記セラミックヒータは、フォーカスリングが載置される円環状の部材であり、
前記接着材は、円環状であり、
前記保護材は、前記接着材の内周側及び外周側にそれぞれ設けられている、
請求項１～７のいずれか１項に記載の半導体製造装置用部材。

【請求項9】

前記セラミックヒータは、ウエハが載置される円盤状の部材であり、
前記接着材は、円形であり、
前記保護材は、前記接着材の外周側に設けられている、
請求項１～７のいずれか１項に記載の半導体製造装置用部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体製造装置用部材に関する。

【背景技術】

【0002】

ウエハ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ウエハ処理装置が用いられる。特許文献１には、円盤状の中心側金属ベースと円環状の外周側金属ベースとが連結された金属ベースと、中心側金属ベースの上面に設けられた円盤状の中心側静電チャックヒータと、外周側金属ベースの上面に設けられた円環状の外周側静電チャックヒータとを備えたウエハ処理装置が開示されている。このウエハ処理装置では、中心側静電チャックヒータの上面に円盤状のウエハを静電吸着すると共に、外周側静電チャックヒータの上面に円環状のフォーカスリングを静電吸着する。また、ウエハの温度とフォーカスリングの温度とは、それぞれ個別に制御される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－２０７９７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

外周側金属ベースと外周側静電チャックヒータとは接着シートによって接着されている。接着シートは、使用環境において腐食することがある。そのため、接着シートの周囲（内周部と外周部）を囲むように保護材を充填することにより、接着シートの腐食を防止することが考えられる。こうした技術は、本発明者らの知る限り、現在のところ公知になっていない。接着シートの周囲を囲むように保護材を充填すると、接着シートと保護材とは緊密に接着して一体化する。この状態で外周側静電チャックヒータが高温になると、接着シートも保護材も半径外方向に伸びようとする。ここで、接着シートのＣＴＥ（熱膨張係数）が保護材のＣＴＥよりも大きい場合、接着シートの伸び量が保護材の伸び量よりも大きいため、接着シートの内周部では保護材が接着シートに引っ張られる。その結果、接着シートか保護材の少なくとも一方において剥離や亀裂が発生することがある。一方、接着シートのＣＴＥが保護材のＣＴＥよりも小さい場合、保護材の伸び量が接着シートの伸び量よりも大きいため、接着シートの外周部では接着シートが保護材に引っ張られる。その結果、接着シートか保護材の少なくとも一方において剥離や亀裂が発生することがある。この点は、中心側金属ベースと中心側静電チャックヒータとの間の接着シートについても同様である。なお、こうした問題は静電吸着機能の有無に関わりなく発生する。

【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、セラミックヒータと金属ベースとを接着する接着材を保護材で保護すると共に接着材と保護材との熱膨張差に起因する不具合の発生を防止することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の半導体製造装置用部材は、
円盤状又は円環状のセラミックヒータと、
金属ベースと、
前記金属ベースと前記セラミックヒータとを接着する接着材と、
前記接着材の周囲を囲むように前記セラミックヒータと前記金属ベースとの間に設けられた接着性の保護材と、
前記接着材と前記保護材との間に設けられ、前記接着材と前記保護材とが接着するのを防止する接着防止層と、
を備えたものである。

【0007】

この半導体製造装置用部材は、接着材の周囲を囲む接着性の保護材を備えている。また、接着材と保護材との間に、接着材と保護材とが接着するのを防止する接着防止層を備えている。接着材は保護材によって保護されているため、半導体製造装置用部材の使用環境での接着材の耐食性が向上する。また、接着材のＣＴＥが保護材のＣＴＥより大きくても小さくても、ＣＴＥの小さい方がＣＴＥの大きい方に引っ張られることがないかほとんどないため、接着材や保護材に剥離や亀裂が発生するのを防止することができる。したがって、接着材を保護材で保護すると共に接着材と保護材との熱膨張差に起因する不具合の発生を防止することができる。

【0008】

本発明の第１の半導体製造装置用部材において、前記接着防止層は、空隙層であってもよいし、接着力のない材料で形成された非接着層であってもよい。空隙層は、接着材と保護材とをセパレートする役割を果たす。接着力のない材料で形成された非接着層は、接着材及び保護材の一方が他方を引っ張るのを阻止又は抑制する役割を果たす。なお、「接着力のない材料」は、接着力が全くない材料のほか、接着材及び保護材の一方が他方を引っ張ることのできない程度の弱い接着力を有する材料も含む（以下同じ）。

【0009】

本発明の第１の半導体製造装置用部材であって、前記セラミックヒータのうち前記金属ベースに対向する面の縁には、面取り部が設けられていてもよく、前記保護材は、前記面取り部と前記金属ベースとによって囲まれた空間に設けられていてもよい。こうすれば、保護材の使用量を略一定に制御することができる。

【0010】

本発明の第１の半導体製造装置用部材において、前記金属ベースのうち前記セラミックヒータに対向する面の縁の内側には、円周突起部が設けられていてもよく、前記保護材は、前記セラミックヒータと前記円周突起部と前記金属ベースとによって囲まれた空間に設けられていてもよい。このようにしても、保護材の使用量を略一定に制御することができる。

【0011】

本発明の第２の半導体製造装置用部材は、
円盤状又は円環状のセラミックヒータと、
金属ベースと、
前記金属ベースと前記セラミックヒータとを接着する接着材と、
前記接着材の周囲を囲むように前記セラミックヒータと前記金属ベースとの間に設けられた接着性の保護材と、
を備え、
前記接着材は、主要部と、前記主要部の周囲に沿って設けられ、前記保護材と接着された幅狭な副部と、前記主要部と前記副部との間に設けられた接着防止部と、を有する、
ものである。

【0012】

この半導体製造装置用部材は、接着材の周囲を囲む接着性の保護材を備えている。また、接着材は、主要部と、主要部の周囲に沿って設けられ、前記保護材と接着された幅狭な副部と、主要部と副部との間に設けられた接着防止部と、を有する。接着材は保護材によって保護されているため、半導体製造装置用部材の使用環境での接着材の耐食性が向上する。また、接着材のＣＴＥが保護材のＣＴＥより大きくても小さくても、ＣＴＥの小さい方がＣＴＥの大きい方に引っ張られる力は接着材の幅狭な副部と保護材との間に働く比較的小さな力のため、接着材や保護材に剥離や亀裂が発生するのを防止することができる。したがって、接着材を保護材で保護すると共に接着材と保護材との熱膨張差に起因する不具合の発生を防止することができる。

【0013】

本発明の第２の半導体製造装置用部材において、前記接着防止部は、円周に沿って断続的に設けられていてもよいし、円周に沿って連続して設けられていてもよい。このようにしても上述した効果を得ることができる。

【0014】

本発明の第２の半導体製造装置用部材において、前記接着防止部は、空隙部であってもよいし、接着力のない材料で形成された非接着部であってもよい。空隙部は、接着材の主要部と副部とをセパレートする役割を果たす。接着力のない材料で形成された非接着部は、接着材の主要部が副部を介して保護材を引っ張ったり保護材に引っ張られたりするのを阻止又は抑制する役割を果たす。

【0015】

本発明の第１及び第２の半導体製造装置用部材において、前記金属ベースは、前記金属ベースの側面及び前記セラミックヒータに対向する面のうち少なくとも前記保護材が形成されている部分に絶縁膜を有していてもよい。こうすれば、金属ベースを介して予期せぬ放電が起きるのを防止することができる。絶縁膜は、使用環境下での耐食性を有していることが好ましい。絶縁膜としては、例えばセラミック溶射膜などが挙げられる。こうした絶縁膜は、金属ベースのセラミックヒータに対向する面のうち接着材が形成されている部分に及ぶように設けてもよい。

【0016】

本発明の第１及び第２の半導体製造装置用部材において、前記セラミックヒータは、フォーカスリングが載置される円環状の部材であってもよく、前記接着材は、円環状であってもよく、前記保護材は、前記接着材の内周側及び外周側にそれぞれ設けられていてもよい。つまり、半導体製造装置用部材として、フォーカスリング載置台を採用してもよい。フォーカスリング載置台では、接着材のＣＴＥが保護材のＣＴＥよりも小さい場合には、少なくとも接着材の外周部とその外側に設けられた保護材との間に接着防止層を設けるようにしてもよく、接着材のＣＴＥが保護材のＣＴＥよりも大きい場合には、少なくとも接着材の内周部とその内側に設けられた保護材との間に接着防止層を設けるようにしてもよい。

【0017】

本発明の第１及び第２の半導体製造装置用部材において、前記セラミックヒータは、ウエハが載置される円盤状の部材であってもよく、前記接着材は、円形であってもよく、前記保護材は、前記接着材の外周側に設けられていてもよい。つまり、半導体製造装置用部材として、ウエハ載置台を採用してもよい。ウエハ載置台では、接着材のＣＴＥが保護材のＣＴＥよりも小さい場合に、本発明の構成を採用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】ウエハ処理装置１０の縦断面図。

【図2】フォーカスリング載置台２０の平面図。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図。

【図4】接着シート２５のＣＴＥの方が内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏのＣＴＥよりも大きい場合の説明図。

【図5】接着シート２５のＣＴＥの方が内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏのＣＴＥよりも小さい場合の説明図。

【図6】フォーカスリング載置台２０の変形例の断面図。

【図7】フォーカスリング載置台２０の変形例の断面図。

【図8】フォーカスリング載置台２０の変形例の断面図。

【図9】フォーカスリング載置台２０の変形例の断面図。

【図10】ウエハ載置台１２の変形例の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１はウエハ処理装置１０の縦断面図、図２はフォーカスリング載置台２０の平面図、図３は図２のＡ－Ａ断面図（部分拡大図付き）、図４は接着シート２５のＣＴＥの方が内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏのＣＴＥよりも大きい場合の説明図、図５は接着シート２５のＣＴＥの方が内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏのＣＴＥよりも小さい場合の説明図である。以下の説明において、上下、左右、前後などを用いて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。

【0020】

ウエハ処理装置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８０の内部に設けられた設置板８２に固定されている。ウエハ処理装置１０は、ウエハ載置台１２とフォーカスリング載置台２０とを備えている。以下、フォーカスリングは「ＦＲ」と略すことがある。

【0021】

ウエハ載置台１２は、ウエハ用セラミックヒータ１４と、ウエハ用冷却板１６とを備えている。ウエハ用冷却板１６は、ウエハ用セラミックヒータ１４のウエハ載置面である表面１４ａとは反対側の裏面１４ｂに接着シート１５を介して接着されている。接着シート１５は、円形の両面接着テープである。接着シート１５の材質としては、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。

【0022】

ウエハ用セラミックヒータ１４は、円盤状の部材であり、セラミック基体１４ｃに抵抗発熱体１４ｄが埋設されたものである。セラミック基体１４ｃは、アルミナ、窒化アルミニウム、イットリアなどに代表されるセラミック材料からなる円盤状のプレートである。セラミック基体１４ｃの表面１４ａには、ウエハＷが載置される。抵抗発熱体１４ｄは、導電性のあるコイル又は印刷パターンで作製され、平面視したときに全面にわたって一筆書きの要領で一端から他端まで交差することなく配線されている。抵抗発熱体１４ｄの一端と他端は、設置板８２、ウエハ用冷却板１６及び接着シート１５を貫通しセラミック基体１４ｃに差し込まれた図示しない一対の給電棒に接続されている。抵抗発熱体１４ｄには、この給電棒を介して電圧が印加されるようになっている。

【0023】

ウエハ用冷却板１６は、アルミニウムやアルミニウム合金などに代表される金属からなる円盤状のプレートであり、内部に冷媒が循環可能な図示しない冷媒通路を備えている。この冷媒通路は、設置板８２を貫通する図示しない冷媒供給路及び冷媒排出路に接続されており、冷媒排出路から排出された冷媒は温度調整されたあと再び冷媒供給路に戻される。ウエハ用冷却板１６は、ウエハ用冷却板１６の下端部（設置板８２に近い側の端部）の外周面から半径外向きに突き出したウエハ用冷却板フランジ部１６ａを備えている。ウエハ用冷却板フランジ部１６ａには、周方向に沿って複数の貫通孔１６ｂが設けられている。

【0024】

ＦＲ載置台２０は、ウエハ載置台１２とは別体であり、ウエハ載置台１２の外周に配置されている。ＦＲ載置台２０は、ＦＲ用セラミックヒータ２２と、ＦＲ用冷却板２４とを備えている。ＦＲ用冷却板２４は、ＦＲ用セラミックヒータ２２のＦＲ載置面である表面２２ａとは反対側の裏面２２ｂに接着シート２５を介して接着されている。接着シート２５は、円環状の両面接着テープである。接着シート２５の材質としては、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。

【0025】

ＦＲ用セラミックヒータ２２は、セラミック基体２２ｃに抵抗発熱体２２ｄが埋設されたものである。セラミック基体２２ｃは、セラミック基体１４ｃと同様の材料からなるリング状のプレートである。セラミック基体２２ｃの表面２２ａには、フォーカスリングＦＲが載置される。抵抗発熱体２２ｄは、導電性のあるコイル又は印刷パターンで作製され、平面視したときに全面にわたって一筆書きの要領で一端から他端まで交差することなく配線されている。抵抗発熱体２２ｄの一端と他端は、設置板８２、ＦＲ用冷却板２４及び接着シート２５を貫通しセラミック基体２２ｃに差し込まれた図示しない一対の給電棒に接続されている。抵抗発熱体２２ｄには、この給電棒を介して電圧が印加されるようになっている。

【0026】

ＦＲ用冷却板２４は、アルミニウムやアルミニウム合金などに代表される金属からなるリング状のプレートであり、内部に冷媒が循環可能な図示しない冷媒通路を備えている。この冷媒通路は、設置板８２を貫通する冷媒供給路及び冷媒排出路に接続されており、冷媒排出路から排出された冷媒は温度調整されたあと再び冷媒供給路に戻される。ＦＲ用冷却板２４は、ＦＲ用冷却板２４の下面には、周方向に沿って複数の凸部２４ａが設けられている。ウエハ載置台１２は、ＦＲ用冷却板２４の裏面に設けられた凸部２４ａをウエハ用冷却板フランジ部１６ａの貫通孔１６ｂに嵌め込んだ状態で、設置板８２の裏面からボルト８４を凸部２４ａのネジ穴に締結することにより、ＦＲ載置台２０を介して設置板８２に固定される。

【0027】

ＦＲ用セラミックヒータ２２とＦＲ用冷却板２４との間のうち接着シート２５の内周側には、接着シート２５の内周部（内周面）を囲むように接着性の内周側保護材２７ｉが設けられている。接着シート２５と内周側保護材２７ｉとの間には、接着防止層である内周側空隙層２８ｉが設けられている。ＦＲ用セラミックヒータ２２とＦＲ用冷却板２４との間のうち接着シート２５の外周側には、接着シート２５の外周部（外周面）を囲むように接着性の外周側保護材２７ｏが設けられている。接着シート２５と外周側保護材２７ｏとの間には、接着防止層である外周側空隙層２８ｏが設けられている。内周側保護材２７ｉ及び外周側保護材２７ｏは、ウエハ処理装置１０が使用される環境の雰囲気（例えばプロセスガスやプラズマなどの雰囲気）において接着シート２５よりも耐食性の高い材料で形成されている。そのため、内周側保護材２７ｉ及び外周側保護材２７ｏは、使用環境の雰囲気から接着シート２５を保護する役割を果たす。例えば、接着シート２５の材料としてエポキシ樹脂を用いた場合、内周側保護材２７ｉ及び外周側保護材２７ｏの材料としてシリコーン樹脂を用いることができる。

【0028】

ＦＲ用冷却板２４は、内周側絶縁膜２９ｉ及び外周側絶縁膜２９ｏを有している。内周側絶縁膜２９ｉは、ＦＲ用冷却板２４の内周面と、ＦＲ用冷却板２４のＦＲ用セラミックヒータ２２に対向する面のうち内周側保護材２７ｉが形成されている部分に設けられている。本実施形態では、内周側絶縁膜２９ｉは、接着シート２５に入り込んでいる。外周側絶縁膜２９ｏは、ＦＲ用冷却板２４の外周面と、ＦＲ用冷却板２４のＦＲ用セラミックヒータ２２に対向する面のうち外周側保護材２７ｏが形成されている部分に設けられている。本実施形態では、外周側絶縁膜２９ｏは、接着シート２５に入り込んでいる。絶縁膜２９ｉ，２９ｏは、使用環境下での耐食性を有していることが好ましい。絶縁膜２９ｉ，２９ｏとしては、例えば溶射膜を採用することができる。溶射膜の材質としては、絶縁性のセラミックス（例えばアルミナやイットリアなど）が挙げられる。

【0029】

このＦＲ載置台２０は、例えば以下の方法により製造することができる。まず、ＦＲ用セラミックヒータ２２、ＦＲ用冷却板２４及び両面テープを準備する。両面テープは、最終的には接着シート２５になるものであり、両面に剥離紙を備えたものである。続いて、両面テープの一方の面から剥離紙を剥がして接着面を露出させ、ＦＲ用冷却板２４の表面に両面テープの接着面を貼り付ける。続いて、両面テープのもう一方の面から剥離紙を剥がして接着面を露出させ、そこにＦＲ用セラミックヒータ２２の裏面２２ｂを載せて接着させる。これにより、ＦＲ用セラミックヒータ２２とＦＲ用冷却板２４とが接着シート２５によって接着された状態になる。その後、ＦＲ用セラミックヒータ２２とＦＲ用冷却板２４との間であって接着シート２５の周囲（内周側と外周側）に、接着性の充填材を充填する。充填材は、最終的には内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏになるものである。このとき、充填材と接着シート２５との間に空隙が生じるようにする。その後、充填材を硬化させて内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏとする。こうすることにより、ＦＲ載置台２０が得られる。

【0030】

次に、ウエハ処理装置１０の使用例について図１を用いて説明する。チャンバ８０は、内部にウエハ処理装置１０を設置するための設置板８２を備えている。設置板８２には、上述したようにウエハ処理装置１０が設置されている。チャンバ８０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８０の内部へ放出するシャワーヘッド９０が配置されている。

【0031】

ウエハ処理装置１０の表面１４ａには、円盤状のウエハＷが載置される。ウエハＷの温度は、ウエハ用セラミックヒータ１４の抵抗発熱体１４ｄへ供給する電力やウエハ用冷却板１６の図示しない冷媒通路へ供給する冷媒の温度を調節することによって制御することができる。ウエハＷの温度制御は、図示しない温度検出センサによってウエハＷの温度を検出し、その温度が目標温度となるようにフィードバックすることにより実行される。

【0032】

ウエハ処理装置１０の表面２２ａには、フォーカスリング（ＦＲ）が載置される。フォーカスリングは、ウエハＷと干渉しないように上端部の内周に沿って段差を備えている。フォーカスリングの温度は、ＦＲ用セラミックヒータ２２の抵抗発熱体２２ｄへ供給する電力やＦＲ用冷却板２４の図示しない冷媒通路へ供給する冷媒の温度を調節することによって制御することができる。フォーカスリングの温度制御は、図示しない温度検出センサによってフォーカスリングの温度を検出し、その温度が目標温度となるようにフィードバックすることにより実行される。

【0033】

この状態で、チャンバ８０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９０からプロセスガスを供給しながらウエハ載置台１２のウエハ用冷却板１６とシャワーヘッド９０との間に高周波電力を供給してプラズマを発生させる。そして、そのプラズマを利用してウエハにＣＶＤ成膜を施したりエッチングを施したりする。なお、設置板８２の下方空間は大気雰囲気である。

【0034】

ウエハＷがプラズマ処理されるのに伴ってフォーカスリングも消耗するが、フォーカスリングは厚さが厚いため、フォーカスリングの交換は複数枚のウエハＷを処理したあとに行われる。

【0035】

ここで、ＦＲ載置台２０の接着シート２５のＣＴＥの方が内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏのＣＴＥよりも大きい場合について、接着シート２５や内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏの挙動について、図４を参照しながら説明する。ＦＲ載置台２０が高温になると、接着シート２５も内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏも半径外方向（図４の矢印方向）に伸びようとする。このとき、接着シート２５の伸び量（図４の黒矢印）は、内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏの伸び量（図４の白矢印）よりも大きい。もし内周側保護材２７ｉと接着シート２５とが接着されていたとすると、内周側保護材２７ｉが接着シート２５に引っ張られるため、接着シート２５か内周側保護材２７ｉの少なくとも一方において剥離や亀裂が発生することがある。しかし、本実施形態では、内周側保護材２７ｉと接着シート２５との間には接着防止層である内周側空隙層２８ｉが設けられている。そのため、内周側保護材２７ｉが接着シート２５に引っ張られることはなく、接着シート２５や内周側保護材２７ｉに剥離や亀裂が発生するのを防止することができる。

【0036】

また、ＦＲ載置台２０の接着シート２５のＣＴＥの方が内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏのＣＴＥよりも小さい場合について、接着シート２５や内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏの挙動について、図５を参照しながら説明する。ＦＲ載置台２０が高温になると、接着シート２５も内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏも半径外方向（図５の矢印方向）に伸びようとする。このとき、内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏの伸び量（図５の白矢印）は、接着シート２５の伸び量（図５の黒矢印）よりも大きい。もし外周側保護材２７ｏと接着シート２５とが接着されていたとすると、接着シート２５が外周側保護材２７ｏに引っ張られるため、接着シート２５か外周側保護材２７ｏの少なくとも一方において剥離や亀裂が発生することがある。しかし、本実施形態では、外周側保護材２７ｏと接着シート２５との間には接着防止層である外周側空隙層２８ｏが設けられている。そのため、接着シート２５が外周側保護材２７ｏに引っ張られることはなく、接着シート２５や外周側保護材２７ｏに剥離や亀裂が発生するのを防止することができる。

【0037】

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のＦＲ載置台２０が本発明の半導体製造装置用部材に相当し、ＦＲ用セラミックヒータ２２がセラミックヒータに相当し、ＦＲ用冷却板２４が金属ベースに相当し、接着シート２５が接着材に相当し、内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏが保護材に相当し、内周側及び外周側空隙層２８ｉ，２８ｏが接着防止層に相当し、内周側及び外周側絶縁膜２９ｉ，２９ｏが絶縁膜に相当する。

【0038】

以上説明したＦＲ載置台２０では、接着シート２５は内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏによって保護されているため、ＦＲ載置台２０の使用環境での接着シート２５の耐食性が向上する。また、接着シート２５のＣＴＥが内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏのＣＴＥより大きくても小さくても、ＣＴＥの小さい方がＣＴＥの大きい方に引っ張られることがないため、接着シート２５や内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏに剥離や亀裂が発生するのを防止することができる。このように接着シート２５を内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏで保護すると共に、接着シート２５と内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏとの熱膨張差に起因する不具合（例えば剥離や亀裂など）の発生を防止することができる。

【0039】

また、内周側空隙層２８ｉは接着シート２５と内周側保護材２７ｉとをセパレートする役割を果たし、外周側空隙層２８ｏは接着シート２５と外周側保護材２７ｏとをセパレートする役割を果たす。

【0040】

更に、ＦＲ用冷却板２４は、ＦＲ用冷却板２４の側面及びＦＲ用セラミックヒータ２２に対向する面のうち内周側及び外周側保護材２７ｏ，２７ｉが形成されている部分に内周側絶縁膜２９ｉ及び外周側絶縁膜２９ｏを有しているため、ＦＲ用冷却板２４を介して予期せぬ放電が起きるのを防止することができる。

【0041】

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。

【0042】

例えば、上述した実施形態において、図６に示すように、ＦＲ用セラミックヒータ２２のうちＦＲ用冷却板２４に対向する面の内周縁及び外周縁に、それぞれ内周側及び外周側面取り部２２ｉ，２２ｏを設けてもよい。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。この場合、内周側保護材１２７ｉは、内周側面取り部２２ｉとＦＲ用冷却板２４とによって囲まれた空間に設けられ、外周側保護材１２７ｏは、外周側面取り部２２ｏとＦＲ用冷却板２４とによって囲まれた空間に設けられる。そのため、各保護材１２７ｉ，１２７ｏの使用量（充填量）を略一定に制御することができる。なお、面取り部２２ｉ，２２ｏは、Ｃ面取り加工により形成されていてもよいし、Ｒ面取り加工により形成されていてもよい。

【0043】

上述した実施形態において、図７に示すように、ＦＲ用冷却板２４のうちＦＲ用セラミックヒータ２２に対向する面の内周縁の近く（内側）に内周側円周突起部２４ｉを設け、外周縁の近く（内側）に外周側円周突起部２４ｏを設けてもよい。内周側及び外周側突起部２４ｉ，２４ｏは、ＦＲ用セラミックヒータ２２と同心円となるように設けられていてもよい。図７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。この場合、内周側保護材２２７ｉは、ＦＲ用セラミックヒータ２２と内周側円周突起部２４ｉとＦＲ用冷却板２４とによって囲まれた空間に設けられ、外周側保護材２２７ｏは、ＦＲ用セラミックヒータ２２と外周側円周突起部２４ｏとＦＲ用冷却板２４とによって囲まれた空間に設けられる。そのため、各保護材２２７ｉ，２２７ｏの使用量（充填量）を略一定に制御することができる。

【0044】

上述した実施形態では、接着防止層として内周側及び外周側空隙層２８ｉ，２８ｏを設けたが、図８に示すように、内周側及び外周側空隙層２８ｉ，２８ｏに接着力のない材料（例えばアルミナやイットリアなどのセラミック粉末、シリコーン系の離型剤など）を充填して内周側及び外周側非接着層３８ｉ，３８ｏとしてもよい。図８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。このようにしても、接着シート２５及び内周側保護材２７ｉの一方が他方を引っ張るのを阻止又は抑制すると共に、接着シート２５及び外周側保護材２７ｏの一方が他方を引っ張るのを阻止又は抑制することができる。

【0045】

上述した実施形態では、接着シート２５と内周側保護材２７ｉとの間に内周側空隙層２８ｉを設け、接着シート２５と外周側保護材２７ｏとの間に外周側空隙層２８ｏを設けたが、その代わりに、図９の構成を採用してもよい。図９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。接着シート１２５は、円環状で幅広な主要部１２５ｍと、主要部１２５ｍの内周部に沿って設けられた円環状で幅狭な内周側副部１２５ｉと、主要部１２５ｍの外周部に沿って設けられた円環状で幅狭な外周側副部１２５ｏと、を備える。内周側副部１２５ｉは内周側保護材２７ｉと接着しているが、内周側副部１２５ｉと主要部１２５ｍとの間には接着防止部である内周側空隙部４８ｉが設けられている。外周側副部１２５ｏは外周側保護材２７ｏと接着しているが、外周側副部１２５ｏと主要部１２５ｍとの間には接着防止部である外周側空隙部４８ｏが設けられている。接着シート１２５は内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏによって保護されているため、ＦＲ載置台２０の使用環境での接着シート１２５の耐食性が向上する。また、接着シート１２５のＣＴＥが内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏのＣＴＥより大きくても小さくても、ＣＴＥの小さい方がＣＴＥの大きい方に引っ張られる力は接着シート１２５の幅狭な内周側副部１２５ｉと内周側保護材２７ｉとの間や幅狭な外周側副部１２５ｏと外周側保護材２７ｏとの間に働く比較的小さな力である。そのため、接着シート１２５や内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏに剥離や亀裂が発生するのを防止することができる。

【0046】

内周側及び外周側空隙部４８ｉ，４８ｏは、図９に示すように円周に沿って連続して設けられていてもよいが、断続的に設けてもよい。例えば、主要部１２５ｍと内周側副部１２５ｉとを半径方向に架橋する架橋部を、円環状の主要部１２５ｍの中心から放射状に複数設けることにより、内周側空隙部４８ｉを円周に沿って断続的に設けてもよい。外周側空隙部４８ｏについても同様である。また、内周側及び外周側空隙部４８ｉ，４８ｏに接着力のない材料（例えばアルミナやイットリアなどのセラミック粉末）を充填して内周側及び外周側非接着部としてもよい。

【0047】

上述した実施形態のＦＲ載置台２０において、接着シート２５のＣＴＥが内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏのＣＴＥよりも小さい場合には、外周側空隙層２８ｏのみを設けてもよい。すなわち、内周側空隙層２８ｉを設けず、接着シート２５の内周部と内周側保護材２７ｉとを接着してもよい。このとき、高温になると、内周側保護材２７ｉが半径外方向に伸びる量は接着シート２５が伸びる量よりも大きいため、接着シート２５は内周側保護材２７ｉによって圧縮されるが、こうした圧縮応力が発生したとしても特に問題にならない。また、接着シート２５のＣＴＥが内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏのＣＴＥよりも大きい場合には、内周側空隙層２８ｉのみを設けてもよい。すなわち、外周側空隙層２８ｏを設けず、接着シート２５の外周部と外周側保護材２７ｏとを接着してもよい。このとき、高温になると、接着シート２５が半径外方向に伸びる量は外周側保護材２７ｏが伸びる量よりも大きいため、外周側保護材２７ｏは接着シート２５によって圧縮されるが、こうした圧縮応力が発生したとしても特に問題にならない。

【0048】

上述した実施形態では、ＦＲ載置台２０に本発明を適用したが、ウエハ載置台１２に本発明を適用してもよい。例えば、ウエハ載置台１２を図１０のように構成してもよい。図１０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。円盤状のウエハ用セラミックヒータ１４と、円盤状（ハット状）のウエハ用冷却板１６とは、円形の接着シート１５によって接着されている。円環状で接着性の保護材１７は、接着シート１５の周囲（外周部）を囲むようにセラミックヒータ１４とウエハ用冷却板１６との間に設けられている。接着防止層である空隙層１８は、接着シート１５と保護材１７との間に設けられ、接着シート１５と保護材１７とが接着するのを防止する。接着シート１５は保護材１７によって保護されているため、ウエハ載置台１２の使用環境での接着シート１５の耐食性が向上する。また、接着シート１５のＣＴＥが保護材１７のＣＴＥより大きくても小さくても、ＣＴＥの小さい方がＣＴＥの大きい方に引っ張られることがないため、接着シート１５や保護材１７に剥離や亀裂が発生するのを防止することができる。図１０の構成によれば、接着シート１５を保護材１７で保護すると共に、接着シート１５と保護材１７との熱膨張差に起因する不具合の発生を防止することができる。なお、ウエハ載置台１２では、接着シート１５のＣＴＥが保護材１７のＣＴＥよりも小さい場合に、空隙層１８を設けるようにしてもよい。

【0049】

図１０のウエハ載置台１２において、図６と同様に、ウエハ用セラミックヒータ１４のうちウエハ用冷却板１６に対向する面の外周縁に面取り部を設け、保護材１７を面取り部とウエハ用冷却板１６とによって囲まれた空間に設けてもよい。あるいは、図７と同様に、ウエハ用冷却板１６のうちウエハ用セラミックヒータ１４に対向する面の外周縁の近く（内側）に円周突起部を設け、保護材１７をウエハ用セラミックヒータ１４と円周突起部とウエハ用冷却板１６とによって囲まれた空間に設けてもよい。こうすれば、保護材１７の使用量を略一定に制御することができる。

【0050】

図１０のウエハ載置台１２において、図８と同様に、空隙層１８に接着力のない材料（例えばアルミナやイットリアなどのセラミック粉末）を充填して非接着層としてもよい。

【0051】

図１０のウエハ載置台１２において、図９と同様に、接着シート１５を、円形の主要部と、主要部の外周に沿って設けられた幅狭な副部と、を備えるようにし、副部は保護材１７と接着しているが、副部と主要部との間には接着防止部である空隙部を設けてもよい。この場合、接着シート１５は保護材１７によって保護されているため、ウエハ載置台１２の使用環境での接着シート１５の耐食性が向上する。また、接着シート１５のＣＴＥが保護材１７のＣＴＥより大きくても小さくても、ＣＴＥの小さい方がＣＴＥの大きい方に引っ張られる力は接着シート１５の幅狭な副部と保護材１７との間に働く比較的小さな力である。そのため、接着シート１５や保護材１７に剥離や亀裂が発生するのを防止することができる。

【0052】

上述した実施形態において、ウエハ用セラミックヒータ１４のうち表面１４ａと抵抗発熱体１４ｄとの間に静電電極を設け、静電電極に直流電圧を印加することによりウエハＷを表面１４ａに吸着させてもよい。あるいは、ＦＲ用セラミックヒータ２２のうち表面２２ａと抵抗発熱体２２ｄとの間に静電電極を設け、静電電極に直流電圧を印加することによりフォーカスリングを表面２２ａに吸着させてもよい。

【0053】

上述した実施形態では、内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏが劣化した場合、これらを除去した後、そこに接着性の充填材を充填して新たな内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏを形成してもよい。劣化した内周側及び外周側保護材２７ｉ，２７ｏを除去する場合、これらの保護材２７ｉ，２７ｏは接着シート２５に接着していないため、比較的容易に除去することができる。この点は、図６～図８においても同様である。

【0054】

上述した実施形態では、ウエハ用冷却板１６とＦＲ用冷却板２４とを別部材としたが、ウエハ用冷却板１６とＦＲ用冷却板２４とを一体化して一つの部材としてもよい。

【0055】

上述した実施形態では、接着材として、接着シート２５を例示したが、接着シート２５の代わりに、流動性のある樹脂を硬化させたものなどを用いてもよい。

【符号の説明】

【0056】

１０ ウエハ処理装置、１２ ウエハ載置台、１４ ウエハ用セラミックヒータ、１４ａ 表面、１４ｂ 裏面、１４ｃ セラミック基体、１４ｄ 抵抗発熱体、１５ 接着シート、１６ ウエハ用冷却板、１６ａ ウエハ用冷却板フランジ部、１６ｂ 貫通孔、１７ 保護材、１８ 空隙、２０ フォーカスリング（ＦＲ）載置台、２２ ＦＲ用セラミックヒータ、２２ａ 表面、２２ｂ 裏面、２２ｃ セラミック基体、２２ｄ 抵抗発熱体、２２ｉ 内周側面取り部、２２ｏ 外周側面取り部、２４ ＦＲ用冷却板、２４ａ 凸部、２４ｉ 内周側円周突起部、２４ｏ 外周側円周突起部、２５ 接着シート、２７ｉ 内周側保護材、２７ｏ 外周側保護材、２８ｉ 内周側空隙層、２８ｏ 外周側空隙層、２９ｉ 内周側絶縁膜、２９ｏ 外周側絶縁膜、４８ｉ 内周側空隙部、４８ｏ 外周側空隙部、８０ チャンバ、８２ 設置板、８４ ボルト、９０ シャワーヘッド、１２５ 接着シート、１２５ｉ 内周側副部、１２５ｍ 主要部、１２５ｏ 外周側副部、１２７ｉ 内周側保護材、１２７ｏ 外周側保護材、２２７ｉ 内周側保護材、２２７ｏ 外周側保護材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】