JP2007129142A - 基板載置部材の分離方法及び再利用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間でかつベース部材等に傷をつけることなく、ベース部材と静電チャックとを分離する基板載置部材の分離方法、及びこの分離したベース部材と静電チャックの再利用方法を提供する。
【解決手段】静電チャック５及びベース部材３を有機接着剤層７を介して接合した基板載置部材１から、前記静電チャック５とベース部材３とを分離する基板載置部材の分離方法において、前記基板載置部材１を、熱分解開始温度から熱分解終了温度までの範囲の熱分解温度に加熱して前記有機接着剤層７を軟化及び分解させながら、前記静電チャック５を支持体３５に懸架して、ベース部材３の自重による分離荷重を加えることによって分離させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板載置部材の分離方法及び再利用方法に関する。更に詳しくは、半導体ウエハ等の基板にドライエッチングや成膜等の処理を行う基板載置部材を構成する静電チャックとベース部材とを分離させる方法、及びこの分離させた静電チャックとベース部材との少なくともいずれかを再利用する方法に関する。

半導体デバイス等の製造工程において、プラズマエッチング等の高真空下での処理を行うため、基板載置部材を構成する静電チャックを用いて半導体ウエハを保持する技術が用いられている。

この基板載置部材は、ベース部材と静電チャックとを有機接着剤層を介して接合したものである。そして、基板載置部材は、長期間使用すると有機接着剤層が劣化してベース部材と静電チャックとの熱伝導性等が低下するため、従来は廃棄処分をしていた。

しかし、基板載置部材は高価であるため、近年は、長期間の使用によって劣化した有機接着剤層を有機溶剤で溶解させて除去することにより、ベース部材と静電チャックとを分離して再利用する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−５５８１５公報

しかしながら、前記従来技術における有機溶剤を用いた分離方法では、有機溶剤が有機接着剤層中に浸透しにくいため、有機接着剤層を溶解させるのに極めて長い時間がかかるという問題があった。

また、有機溶剤を用いて有機接着剤層の一部を溶解させたのち、ワイヤーソー等を用いて有機接着剤層の残りの部分を物理的に削り取るという方法も考えられるが、アルミニウム合金等からなるベース部材に傷がつくおそれがあるため、好ましくなかった。

そこで、本発明の目的は、短時間でかつベース部材等に傷をつけることなく、ベース部材と静電チャックとを分離する基板載置部材の分離方法、及びこの分離したベース部材と静電チャックとを再度接合させる再利用方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明に係る基板載置部材の分離方法は、静電チャック及びベース部材を有機接着剤層を介して接合した基板載置部材から、前記静電チャックとベース部材とを分離する基板載置部材の分離方法において、前記基板載置部材を、前記有機接着剤層の熱分解開始温度から熱分解終了温度までの範囲の熱分解温度に加熱して前記有機接着剤層を軟化及び分解させながら、前記静電チャックとベース部材とを互いに離反させる方向に分離荷重を加えることによって分離させることを特徴とする。

また、本発明に係る基板載置部材の再利用方法は、前記分離方法を用いて静電チャックとベース部材とを分離させたのち、この分離させた静電チャックとベース部材との少なくともいずれかを再利用することを特徴とする。

本発明に係る基板載置部材の分離方法によれば、極めて短時間でかつベース部材等に傷をつけることなく、静電チャックとベース部材とを分離させることができる。

つまり、従来のように有機溶剤中に基板載置部材を浸漬させる方法では、１昼夜以上浸漬させても分離させることが非常に困難であったが、本発明によれば有機接着剤層を極めて短時間で剥離することができ、かつ、静電チャックとベース部材の特性や寸法が劣化しないため、分離した静電チャックとベース部材をそのまま再利用することができる。

また、本発明に係る基板載置部材の再利用方法によれば、高価な基板載置部材を廃棄しないため、コストを低減すると共に、廃棄物量を減らすことができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

[第１の実施形態]
まず、本発明に係る第１の実施形態について説明する。

本実施形態による基板載置部材１は、図１に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金等からなるベース部材３と、半導体ウエハを保持する静電チャック５と、これらのベース部材３及び静電チャック５を接合する有機接着剤層７とを備えている。即ち、基板載置部材１は、ベース部材３と静電チャック５とを有機接着剤層７を介して接合したものである。

前記ベース部材３は、円盤状の外形を成しており、外周面の上端部には段差部９が形成されている。また、図外のリフトピン用支持板を収容する収容孔１１がベース部材３の板厚方向に貫通して、円周方向に沿って等間隔で複数形成されている。さらに、径方向中心には、電圧印加用端子１３の取付孔１５が穿設され、該取付孔１５の内周側に、絶縁性を有するエポキシ樹脂１７が充填され電圧印加用端子１３とベース部材３の間の絶縁を保持している。

また、前記静電チャック５も円盤状の外形を成しており、窒化アルミニウム又はアルミナから形成されている。前記ベース部材３の収容孔１１に対応した位置にリフトピン孔１９が穿設され、該リフトピン孔１９の下部には座繰り部２１が形成され、図示しないリフトピンがベース部材３の収容孔１１に連通して設けられる。このリフトピン孔１９からは、図外のリフトピン用支持板に結合されたリフトピンの先端が出没するように構成されている。そして、静電チャック５の内部には円板状電極２３が埋設されており、該円板状電極２３は前記電圧印加用端子１３に接合されている。

なお、ベース部材３と静電チャック５とを接合する有機接着剤層７は、熱硬化性アクリル樹脂、熱硬化性シリコーン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、及び熱可塑性アクリル樹脂などが用いられている。この有機接着剤層７は、粘性のある接着剤をベース部材３又は静電チャック５に塗布することで形成したり、予めシート状に前記有機接着剤を形成し、ベース部材３と静電チャック５によって挟み込み接着することにより形成される。

また、基板載置部材１を加熱する加熱装置について説明する。

図２に示すように、加熱装置２５は、外気から遮断された箱形の加熱炉２７と、該加熱炉２７内の底面２９に配置され、上方に延びる支持体３１とを備えている。この支持体３１は、フランジ状の底部３３と、該底部３３から上方に延びる円柱状の本体部３５と、該本体部３５の上端に形成された凸部３７とからなる。前記底部３３は、倒れないように広い面積のフランジ状に形成され、加熱炉２７の底面２９に設置されている。また、本体部３５の径は、ベース部材３の収容孔１１よりも細い径に設定されている。底部３３の上面から本体部３５の上面までの高さＨは、ベース部材３の厚みと静電チャック５の座繰り部２１の深さとの合計寸法Ｓよりも長く形成されている。この高さＨと合計寸法Ｓとの差は、５ｍｍ以下であることが好ましい。また、加熱炉２７内には、窒素ガス等の不活性ガスを充填させており、内部温度は有機接着剤層７の熱分解温度（例えば３００℃）に保持されている。

また、加熱装置として、ホットプレート３９を用いることができる。このホットプレート３９を用いる場合は、基板載置部材１を外気に晒したまま加熱する。

図３に示すように、図外の電源に接続されたホットプレート３９を作用させて加熱させたホットプレート３９の上面に直接に基板載置部材１を載置することにより、基板載置部材１を加熱することができる。また、図４に示すように、ホットプレート３９の上面に伝熱部材４１を載置したものを加熱装置として用いても良い。この伝熱部材４１は、例えば窒化アルミニウムからなるセラミック材から形成することが好ましい。以下、基板載置部材の分離方法を各工程ごとに説明する。

（１）有機接着剤層の熱分解温度の測定工程
まず、有機接着剤層７を形成する樹脂系の接合シート等の接合材について、熱分解を起こす熱分解温度を測定する。具体的には、前記接合材を加熱して接合材の温度を上昇させていったときに、接合材全体の重量に対して、熱分解によってガス放出して消失した重量の比率を測定する。例えば、加熱前の接合材全体の重量を５００ｍｇとし、５℃／分の加熱速度で加熱した場合、熱分解した分の重量が１０％（５０ｍｇ）となる温度を熱分解開始温度と設定する。また、熱分解した分の重量が加熱前の重量に対して５０％（２５０ｍｇ）となる温度を熱分解終了温度と設定し、これらの熱分解開始温度と熱分解終了温度との間の温度を加熱温度とすることができる。なお、これらの熱分解した重量の割合は、有機接着剤層７の種類に応じて適宜設定することができる。また、実際に熱分解重量を測定することなく、接合材の製品カタログ等に記載されたデータから熱分解開始温度と熱分解終了温度とを推定して求めても良い。

（２）静電チャックとベース部材との分離工程
次いで、静電チャック５とベース部材３とを加熱しながら分離させる。この分離方法には、ベース部材３の自重を用いる場合、ベース部材３に錘を取り付けてこれらのベース部材３と錘との合計荷重を用いる場合、マイナスドライバ等の工具を用いる場合を採用することができる。

まず、基板載置部材１の加熱方法について説明する。この加熱方法には、加熱炉２７内に基板載置部材１を配置して加熱する方法、ホットプレート３９の上面に基板載置部材１を載置して加熱する方法、及びホットプレート３９の上面に伝熱部材４１を設け、該伝熱部材４１の上面に基板載置部材１を載置して加熱する方法がある。

ベース部材３の自重を用いる場合について説明する。図２に示すように、箱形の加熱炉２７と、該加熱炉２７内に配置した支持体３１とからなる加熱装置２５を用いる。

この加熱炉２７内には、不活性ガスである窒素ガスを充填してあり、炉内温度を前記加熱温度に昇温させる。この状態で、基板載置部材１を上下逆に配置してベース部材３を下側にし、前記支持体３１の凸部３７に静電チャック５のリフトピン孔１９を嵌合させて、静電チャック５を懸架する。

前記加熱によって、有機接着剤層７が熱分解を開始して軟化するため、接着強度が徐々に低下する。また、静電チャック５とベース部材３との境界部分には、下方に向けてベース部材３の自重が加わるため、ベース部材３が静電チャック５から分離して落下する。

なお、密閉した加熱炉２７内を一旦減圧してから不活性ガスを導入しても良いが、加熱炉２７内に配置せず、即ち密閉せずに不活性ガスをフローで流しても良い。加熱時に加熱炉２７内の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とするのがより好ましい。１００ｐｐｍ以下とすることで、ベース部材３や静電チャック５の表面の酸化がなく、分離プロセスによるこれらの部材の劣化がなくなるからである。

次に、ベース部材３に錘を取り付けてこれらのベース部材３と錘との合計荷重を用いる場合について説明する。

図５に示すように、ベース部材３の上面（図５中の下面）にはねじ孔が形成されており、錘４３にはボルト４７を貫通する挿通孔４５が形成されている。図６に示すように、ベース部材３の上面のネジ孔にボルト４７を介して錘４３を取り付ける。

従って、加熱炉２７内を前記加熱温度にまで昇温させたまま、静電チャック５のリフトピン孔１９を支持体３１の凸部３７に嵌合して静電チャック５を懸架させると、静電チャック５とベース部材３との境界部分には、下方に向けてベース部材３と錘４３との合計荷重が加わる。これにより、ベース部材３の自重による場合よりも、更に効率的にベース部材３を静電チャック５から分離することができる。

なお、前記錘４３は、加熱によって変形したり、ガスを放出したりするということのない物質であれば何でも良く、ステンレスや銅等が好ましい。さらに、錘４３を取り付ける位置は、円板状の基板載置部材１の周方向に等間隔に均等な位置に取り付けることが好ましい。また、錘４３を取り付けた基板載置部材１の重心の位置が、基板載置部材１の中心から基板載置部材１の半径の１／２〜２／３の距離だけずれるようにつけると、よりはがれやすくて好ましい。

有機接着剤層７が熱可塑性樹脂か熱硬化性樹脂かに関わりなく、ベース部材３が変形しない温度（例えば、ベース部材３の材質がアルミニウムの場合は３５０℃）以下で、かつ熱分解開始温度以上で加熱すると、有機接着剤層７がこびりついたりすることがないので好ましい。不活性ガス中で加熱する場合、有機接着剤層７の樹脂の酸化等が生じないので、空気中より高い温度で加熱することができる。しかし、加熱温度は前記熱分解終了温度以下に設定する。熱分解終了温度以上にすると、樹脂の種類によっては、炭化が進み、ベース部材３及び静電チャック５に残る有機接着剤層７がベース部材３の表面に硬くこびりつき、有機接着剤層７の除去に時間がかかることになる。

この方法によると、ベース部材３及び錘４３の重力による合計荷重を有機接着剤層７が保持できなくなったときに自動的に剥離が生じるので、ベース部材３や静電チャック５に過度の荷重をかけることがなく、ベース部材３の変形や傷等が起こらないのでより好ましい。さらに、剥離の発生を検知する方法を用いて、剥離が生じたときに加熱炉２７への電力供給を停止すれば、それ以上の有機接着剤層７の熱分解による炭化等を防ぐことができるため、好ましい。

剥離の検知方法としては、加熱炉２７に設けた窓を通しての目視が好ましい。また、ベース部材３に導線を接続し、ベース部材３の落下する位置に配置したステンレスの板状部材を配置し、該板状部材に導線を接続し、これらのベース部材３と板状部材との間の導通が生じたときを検知する方法も採用することができる。この導通による検知方法は、加熱炉２７の制御システムに容易にフィードバックをかけることができるのでより好ましい。

加熱炉２７内の圧力を1気圧にした状態で加熱を開始し、熱分解開始温度に達した段階で、加熱炉２７内の不活性ガスを真空ポンプで吸引することで、より効果的にベース部材３と静電チャック５を分離することができる。

次に、ホットプレート３９の上面に基板載置部材１を載置して加熱しつつ工具を用いる場合について説明する。

図３は、この分離方法に用いる分離装置を示す概念的な側面図である。床面には、電気エネルギを用いて加熱するホットプレート３９が配置されている。このホットプレート３９の上に、上下逆に配置した基板載置部材１を載置すると、静電チャック５の上面（図３中の下面）がホットプレート３９の上面に当接する。また。ベース部材３の下面（図３中の上面）に形成されたねじ孔に側面視Ｔ字状の引張治具４９の先端を螺合させる。

そして、ホットプレート３９を加熱して前記加熱温度まで昇温させ、静電チャック５を介して有機接着剤層７に熱を加えると、該有機接着剤層７は熱分解して接着力が低下する。この状態で、前記引張治具４９の把持部５１を上方に持ち上げると共に、前記静電チャック５とベース部材３との境界部分にマイナスドライバ５３を差し込んで切り込みを入れつつ、てこの原理を利用して静電チャック５とベース部材３とを引き剥がすようにこじ開ける。これによって、ベース部材３を静電チャック５から確実にかつ効率的に分離することができる。

ここで、加熱温度の測定は、熱電対５５をベース部材３のガス孔５７に有機接着剤層７近傍まで差し込んで、温度をモニターすることにより行う。加熱時間は２０〜３０分が好ましい。なお、加熱保持温度は、熱分解開始温度から熱分解終了温度の範囲に設定する。熱分解開始温度よりも若干高い温度に保持するのがさらに好ましい。熱分解終了温度以上で加熱すると、有機接着剤層７が急激に分解するおそれがあると共に、酸化により急激に有機接着剤層７の温度が上昇すると、さらに有機接着剤層７の分解が加速され、結果として有機接着剤層７が炭化し、分離後に静電チャック５又はベース部材３の表面に硬くこびりつき、有機接着剤層７の除去に時間がかかることになる。

さらに、ベース部材３を静電チャック５から分離させた後、静電チャック５又はベース部材３に一部付着している有機接着剤層７を有機溶剤を用いて溶解させて除去するか、へら等でこすり落としても良いが、両者の併用が更に効果的である。

なお、図１にて説明したように、静電チャック５からは電圧を供給する電圧印加用端子１３が突出し、絶縁性のエポキシ樹脂１７を介してベース部材３に接合されている。従って、基板載置部材１を加熱することなく、有機接着剤層７が一部残った状態で静電チャック５を剥がそうとすると、電圧印加用端子１３の静電チャック５への接合強度が低いために、電圧印加用端子１３が静電チャック５から外れるが、本発明によれば、このような問題は生じない。すなわち、本発明によれば、電圧印加用端子１３は静電チャック５についたままとなり、そのまま再利用できる。

次に、図４に示すように、ホットプレート３９の上面に伝熱部材４１を設け、該伝熱部材４１によって基板載置部材１を加熱しつつ工具を用いる場合について説明する。ただし、前述したホットプレート３９の上面に直接に基板載置部材１を載置して加熱しつつ工具を用いて分離する場合と同様の部分については説明を省略する。

図４に示すように、ホットプレート３９の上面には伝熱部材４１を設けている。伝熱部材４１は窒化アルミニウムからなり、上面は平滑に形成されている。

ホットプレート３９を加熱し、伝熱部材４１の温度が３００〜３５０℃になったら、基板載置部材１を上下反転させて伝熱部材４１上に載置する。熱電対５５をベースプレートのガス孔５７の有機接着剤層７近傍に至るまで差し込んで静電チャック５温度をモニターする。静電チャック５の温度が熱分解開始温度以上に達したら、ベース部材３と静電チャック５との境界部分にマイナスドライバ５３等の工具を差込み、てこの原理を利用し、こじあけるようにして静電チャック５とベース部材３とを分離させてもよい。このとき、伝熱部材４１及び静電チャック５を加熱するときに、ホットプレート３９全体を覆うように蓋を被せると加熱時間を短縮することができる。

ここで、ホットプレート３９の加熱温度は有機接着剤層７の熱分解終了温度程度以下とするのが、不要な加熱による有機接着剤層７の炭化による接着剤のこびりつきを避けることができるので好ましい。また、静電チャック５をベース部材３から分離させる加熱温度は、熱分解開始温度よりも５０〜７０℃高い温度とするのが、作業時間を短縮することができるので更に好ましい。この方法によれば、基板戴置部材をある一定の温度で保持することが不要であり、設備費は加熱炉に比べて大幅に低減できる。

なお、有機接着剤層７を熱分解開始温度以上かつ熱分解終了温度以下に加熱し、有機接着剤層７が熱分解した時点で分離荷重を加える方法であれば、本実施形態以外にも種々の方法を採用することができる。

[第２の実施形態]
前記第１の実施形態においては、基板載置部材１からベース部材３を分離させる分離方法について説明したが、第２の実施形態においては、この分離させた静電チャック５とベース部材３を再利用する方法について説明する。

第１の実施形態で分離させた静電チャック５及びベース部材３の少なくともいずれかの接合面には、有機接着剤層７の残部が一部付着している場合がある。この場合は、残部を有機溶剤に浸漬させて溶解させるか、ヘラ等を用いてこすり落とすことが好ましい。

次いで、分離させたベース部材３と静電チャック５とを、接着材又は接合シートを用いて接合させることにより、新たな基板載置部材１として再利用することができる。

以下に、実施例を通じて本発明を更に具体的に説明する。

[実施例１]
実施例１に用いた基板載置部材１は、図１に示すように、アルミニウム製のベース部材３と、窒化アルミニウム製の静電チャック５とを有機接着剤層７を介して接合したものである。静電チャック５には、周方向に沿って３つのリフトピン孔１９が穿設され、該リフトピン孔１９の下部には座繰り部２１を形成してあり、ベース部材３の重量は３４００ｇであった。また、有機接着剤層７の種類は、表１に示すように、熱硬化性アクリル樹脂、熱硬化性シリコーン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、及び熱可塑性アクリル樹脂を用いた。これらの有機接着剤層７の熱分解開始温度と熱分解終了温度を測定した結果、表１のようになった。

次いで、図２に示すように、加熱炉２７内に基板載置部材１を入れ、静電チャック５のリフトピン孔１９を支持体３１の上端の凸部３７に嵌合させることにより、静電チャック５を懸架させた。これにより、静電チャック５とベース部材３との境界部分には、下方に向けてベース部材３の自重が加わる。なお、加熱炉２７の内容積は、２０リットルであった。また、支持体３１の高さＨは、ベース部材３の厚みと静電チャック５の座繰り部２１の深さとの合計寸法Ｓよりも３ｍｍ長く形成されている。

そして、加熱炉２７内に窒素ガスを１０００ＳＣＣＭの流量で流入させることにより、加熱炉２７内の空気を窒素ガスに置換した。これにより、窒素ガスは加熱炉２７内の空気と混ざり合って酸素濃度が徐々に低下し、空気が炉外に排出された。炉内の酸素濃度は約３０分後に１００ｐｐｍを下回ったため、窒素ガスの流量を１００ＳＣＣＭに低下させた。

次いで、加熱炉２７のヒータ（図示せず）に通電し、１０℃／分の昇温速度で炉内温度を表１に示す加熱温度に昇温させた。この設定された加熱温度に所定時間保持したのち、ヒータへの通電を停止し、加熱炉２７を自然放冷させた。

なお、加熱及び自然放冷の間は、窒素ガスを１００ＳＣＣＭの流量で流し続け、酸素濃度計にて酸素濃度が１００ｐｐｍ以下であることを監視した。

加熱炉２７を自然放冷させて、炉内温度が６０℃未満となった時点で、加熱炉２７の扉を開けると、静電チャック５とベース部材３とが分離していることが観察された。ただし、有機接着剤層７の一部が残存しており、この残存した部分はやや変色していた。

分離させた静電チャック５とベース部材３とをアセトンに３０分間浸漬させたのち、これらの静電チャック５及びベース部材３の接合面をナイロンたわしでこすり、残存していた有機接着剤層７を除去した。

その後、静電チャック５及びベース部材３の接合面における平面度を３次元測定器を用いて測定した結果、表１に示す結果となった。なお、新品の状態でのベース部材３の平面度は、いずれも５０μｍ未満であり、加熱分離によって静電チャック５及びベース部材３の平面度が劣化していないことがわかった。

さらに、静電チャック５の吸着力を測定した。静電チャック５の電極部に３５０Ｖの直流電圧を印加し、そのときに発生する吸着力をφ１インチのシリコンプローブで５箇所計測し、それらの平均値を算出した。その吸着力を加熱分離前の吸着力（２０〜３０Ｔｏｒｒ）と比較し、表１に示すように、差違を確認した。処理前後の差が２Ｔｏｒｒ未満であれば、測定精度上、実質的に変化なしと判断できる。本実施例において吸着力の差は±１Ｔｏｒｒ以下であり、静電チャックの吸着力は加熱前後で変化なしと判断した。

なお、本実施例では、ベース部材３の電圧印加用端子１３の取付孔１５と電圧印加用端子１３との隙間に絶縁のためにエポキシ樹脂１７が充填されていたが、このエポキシ樹脂１７も、加熱処理後半に熱分解して半消失し、電圧印加用端子１３に損傷を与えることなく分離していた。従って、電圧印加用端子１３にそのまま直流電圧を印加しても、正常に静電力が発生した。

次に、分離した静電チャック５とベース部材３を熱硬化性アクリル樹脂で接合して基板載置部材１を作成した。この基板載置部材１上にウエハを吸着させ、１５００Ｗのランプで加熱して、ウエハの温度分布を測定した。その結果、新品同様の温度分布を示した。このように、長期の使用によって有機接着剤層７が劣化し、静電チャック５からベース部材３への熱伝導性が低下したが、静電チャック５とベース部材３とを分離させ、有機接着剤層７を除去したのち新たに接合しなおすことで、静電チャック５の温度分布が復元されることを確認した。これは、本発明に係る方法によって、ベース部材３及び静電チャック５に何ら特性劣化を生じさせることなく、再利用することができることを示している。

[実施例２]
次に、錘４３を用いて基板載置部材１からベース部材３を分離する実施例２について説明する。

基板載置部材１は前記実施例１と同様のものを用い、ベース部材３のねじ孔に図５，６に示すような平板の鉄製の錘４３（重量合計は３３００ｇ）を取り付けて、実施例１と同様の分離を行った。その結果を表２に示す。

本実施例によれば、実施例１よりも短時間でベース部材３を分離することができた。ここで、本発明例６に示すように、３つの錘４３の重量配分を１０：１０：１３として、錘４３による基板載置部材１の重心を基板載置部材１の径方向中心からずらすと、実施例１よりも短時間で分離させることができた。

また、分離した静電チャック５とベース部材３を熱硬化性アクリル樹脂で再度接合し、実施例１と同じ条件下で温度分布を測定したところ、新品時と同様の温度分布を示した。

[実施例３]
次に、実施例３において、加熱炉２７内の雰囲気を排気しながら、ベース部材３の分離を行った。

まず、加熱炉２７内を排気した後、窒素ガスを導入して1気圧とした。こののち、加熱炉２７内の雰囲気温度を加熱温度に加熱させてから１０分後に１気圧から排気を開始した。排気はロータリーポンプで行い、排気中の炉内圧力は約４Ｔｏｒｒであった。その結果、表３に示すように、排気開始後３分で分離し、排気しないときに比べてより短時間で分離することができた。

同様にして、分離した静電チャック５とベース部材３を熱硬化性アクリル樹脂で接合し、実施例１，２と同じ条件下で温度分布を測定したところ、新品時と同様の温度分布を示した。

[実施例４]
次いで、工具を用いて静電チャック５とベース部材３とを分離させる実施例について説明する。ここで接着剤層７は熱硬化性アクリル樹脂であり、熱分解開始温度は１９０℃、熱分解終了温度は３２０℃であった。

図４に示すように、ホットプレート３９上に窒化アルミニウムからなる伝熱部材４１を設け、ホットプレート３９を加熱することによって伝熱部材４１を３００〜３５０℃に昇温させた。そして、基板載置部材１を上下逆転させて静電チャック５を下側に配置し、該静電チャック５を伝熱部材４１上に載置し、１０分間加熱を行った。ここで、基板載置部材１の温度測定は、ベース部材３のガス孔５７に熱電対５５を差し込んで、温度をモニターした。温度が熱分解開始温度以上である２５０℃に至ったときに、ナイフを静電チャック５とベース部材３の接合面の一端から有機接着剤層７に沿って、静電チャック５とベース部材３の間に入れ、有機接着剤層７に切り込みを入れた。

次いで、図４に示すように、ベース部材３に取り付けた引張工具５１を持ち上げながら、細いマイナスドライバ５３をベース部材３と静電チャック５との境界部分に刺して軽くこじ開けるようにすると、ベース部材３が分離した。

そして、ベース部材３と静電チャック５に付着した、まだ熱い状態の有機接着剤層７の残りをステンレスへらを用いて削り落とした。最後に、アセトンを用いて有機接着剤層７を溶解させ、イオン交換水で洗浄して残渣を除去した。得られた静電チャック５は平面度を測定した結果、新品時と変化なかった。

前記分離によって得られた静電チャック５の電極部に３５０Ｖの直流電圧を印加し、そのときに発生する吸着力をφ１インチのシリコンプローブで測定した。その吸着力を５箇所測定して平均値をとり、加熱分離前の吸着力（２０〜３０Ｔｏｒｒ）と比較し、差違を確認した。処理前後の差が２Ｔｏｒｒ未満であれば、測定精度上、変化なしと判断できる。この場合、吸着力の差は±１Ｔｏｒｒ以下であり、新品と同様の吸着力を維持していることが分かった。

本発明の実施形態による基板載置部材を示す断面図である。 加熱装置内でベース部材の分離を行う状態を示す断面図である。 ホットプレート上に基板載置部材を載置してベース部材の分離を行う状態を示す側面図である。 ホットプレート上の伝熱部材に基板載置部材を載置してベース部材の分離を行う状態を示す側面図である。 基板載置部材に錘を取り付ける状態を示す斜視図である。 錘を取り付けた基板載置部材を加熱装置内に配置してベース部材の分離を行う状態を示す断面図である。

符号の説明

１…基板載置部材
３…ベース部材
５…静電チャック
７…有機接着剤層
４３…錘

Claims (7)

1. 静電チャック及びベース部材を有機接着剤層を介して接合した基板載置部材から、前記静電チャックとベース部材とを分離する基板載置部材の分離方法において、
   前記基板載置部材を、前記有機接着剤層の熱分解開始温度から熱分解終了温度までの範囲の熱分解温度に加熱して前記有機接着剤層を軟化及び分解させながら、前記静電チャックとベース部材とを互いに離反させる方向に分離荷重を加えることによって分離させることを特徴とする基板載置部材の分離方法。
2. 前記有機接着剤層の熱分解開始温度及び熱分解終了温度を測定し、この測定値に基づいて、前記熱分解温度を設定することを特徴とする請求項１に記載の基板載置部材の分離方法。
3. 前記分離荷重は、前記静電チャックを懸架したときに生じる、ベース部材の自重であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板載置部材の分離方法。
4. 前記分離荷重は、前記静電チャックに錘を取り付けて前記静電チャックを懸架したときに生じる、ベース部材及び錘の合計荷重であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板載置部材の分離方法。
5. 前記分離荷重は、静電チャックとベース部材との境界部分に切込みを入れつつ、静電チャックとベース部材とを引き剥がす荷重であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板載置部材の分離方法。
6. 前記静電チャックとベース部材との分離を、不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板載置部材の分離方法。
7. 前記請求項１〜６に記載された分離方法を用いて静電チャックとベース部材とを分離させたのち、この分離させた静電チャックとベース部材との少なくともいずれかを再利用することを特徴とする基板載置部材の再利用方法。

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