JP2011238682A - ウエハー載置装置及びその製造方法 - Google Patents

ウエハー載置装置及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】流動性接着剤の硬化物を使用しつつ吸脱着性の高いウエハー載置装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ウエハーＷを吸着可能なプレート１２の裏面と冷却板２０の表面とを接着する接着層３０が、流動性接着剤の硬化物からなる主接着部３１と外周接着部３２と、ガス供給孔接着部３３と、リフトピン孔接着部３４と、端子孔接着部３５，３６とを有している。この場合において、外周接着部３２がプレート１２の裏面の外周縁と冷却板２０の表面の外周縁とを接着し、ガス供給孔接着部３３と、リフトピン孔接着部３４と、端子孔接着部３５，３６がプレート１２の裏面と冷却板２０の表面におけるガス供給孔２３，リフトピン孔２４，端子孔２５，２６の外周縁とを接着しているため、これらを備えないウエハー載置装置と比べてウエハーＷの吸脱着性が高くなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウエハー載置装置及びその製造方法に関する。
プラズマＣＶＤ装置やプラズマエッチング装置などのプラズマ処理装置では、通常、真空チャンバー内にウエハーを載置するためのウエハー載置装置が用いられる。ウエハー載置装置は、プラズマ処理を施すウエハーを吸着固定するための静電チャックと、この静電チャックを冷却する冷却板とを備えている。例えば、特許文献１には、セラミックスプレートからなる静電チャックと金属製の冷却板とを接着層により接着したウエハー載置装置が記載されている。このウエハー載置装置では、接着層が、流動性接着剤の硬化物からなる接着部と両面テープからなるスペーサー部とを含んでおり、スペーサー部により接着層の厚さを均一にできることが記載されている。
特開２００３−２５８０７２号公報
特許文献１記載のウエハー載置装置は、接着層に流動性接着剤の硬化物を用いており、静電チャックと冷却板との間で十分な接着力が得られる。そのため、これをさらに改良して、ウエハー載置装置にとって重要な性能である吸着力及び脱着の早さ（以下、吸脱着性と表記する）を向上させることが望まれている。
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、流動性接着剤の硬化物を使用しつつ吸脱着性の高いウエハー載置装置及びその製造方法を提供することを主目的とする。
本発明者らは、流動性接着剤の硬化物を使用せず両面テープのみで静電チャックと冷却板とを接合すると、静電チャックと冷却板との接着力は十分でないものの、流動性接着剤の硬化物を使用した場合よりも吸脱着性の高いウエハー載置装置が得られることを見いだした。そして、さらに検討した結果、流動性接着剤の硬化物によってセラミックス製のプレートと冷却板とを接着するにあたり、プレートの裏面の外周縁と冷却板の表面の外周縁とを両面テープにより接着することで、流動性接着剤の硬化物を使用しても高い吸脱着性が得られることを見い出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明のウエハー載置装置は、
ウエハーを表面に吸着可能な円盤状でセラミックス製のプレートと、
円盤状で金属製の冷却板と、
前記プレートの裏面と前記冷却板の表面とを接着し、流動性接着剤の硬化物からなる第１接着部及び両面テープからなる第２接着部を有する接着層と、
を備え、
前記第２接着部は、前記プレートの裏面の外周縁と前記冷却板の表面の外周縁とを接着している、
ものである。
このウエハー載置装置では、ウエハーを吸着可能なセラミックス製のプレートの裏面と冷却板の表面とを接着する接着層が、流動性接着剤の硬化物からなる第１接着部と両面テープからなる第２接着部とを有している。そして、第２接着部はプレートの裏面の外周縁と冷却板の表面の外周縁とを接着している。これにより、両外周縁を接着する第２接着部を備えないウエハー載置装置と比べてウエハーの吸脱着性が高くなる。なお、吸脱着性が高くなるメカニズムについては定かではないが、例えば以下のように考えられる。すなわち、両外周縁を接着する第２接着部を備えない従来のウエハー載置装置では、流動性接着剤の硬化物からは揮発成分によるアウトガスが発生し、このアウトガスがプレートの表面を汚染して吸脱着性が低下している可能性がある。これに対して、本発明のウエハー載置装置では第１接着部がプレートの裏面，冷却板の表面，第２接着部に囲まれているためアウトガスによる汚染が起こりにくくなっているというメカニズムが考えられる。なお、前記第１接着部は、シリコーン樹脂を硬化させてなるものとし、前記第２接着部は、ポリイミド又はＰＥＴからなる中間層と、その中間層の両面にありシリコーン樹脂又はアクリル樹脂からなる粘着層とを有する両面テープからなるものとしてもよい。
本発明のウエハー載置装置において、前記冷却板は、前記流動性接着剤を注入する厚さ方向に貫通された注入孔を備えているものとしてもよい。こうすれば、第２接着部でプレートと冷却板とを接着しておき、プレートの裏面と冷却板の表面と両外周縁を接着する第２接着部とで囲まれる空間に注入孔から流動性接着剤を注入しその後に硬化させて第１接着部を形成することが可能になる。このように第１接着部を形成することで、予めプレートと冷却板とのいずれかに第１接着部を形成してからプレートと冷却板とを接着する場合と比較して第１接着部に巻き込まれる空気を少なくすることができ、ウエハー載置装置の均熱性を向上させることができる。
本発明のウエハー載置装置において、前記冷却板及び前記第１接着部を厚さ方向に貫通する貫通孔、を備え、前記第２接着部は、前記プレートの裏面の外周縁と前記冷却板の表面の外周縁とを接着しているほか、前記プレートの裏面と前記冷却板の表面における前記貫通孔の外周縁とを接着しているものとしてもよい。こうすれば、冷却板及び第１接着部を貫通する貫通孔がある場合に、プレートの裏面と貫通孔の外周縁と接着する第２接着部を備えないウエハー載置装置と比べて、ウエハーの吸脱着性が高くなる。なお、前記貫通孔は、前記冷却板と前記第１接着部と前記プレートとを貫通するように設けられ、前記第２接着部は、前記プレートの裏面の外周縁と前記冷却板の表面の外周縁とを接着しているほか、前記プレートの裏面における前記貫通孔の外周縁と前記冷却板の表面における前記貫通孔の外周縁とを接着しているものとしてもよい。
本発明のウエハー載置装置の製造方法は、
（ａ）静電チャック電極を有する円盤状でセラミックス製のプレートと、厚さ方向に貫通された注入孔及び貫通孔を有する円盤状で金属製の冷却板とを用意する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）のあと、前記プレートの裏面の外周縁と前記冷却板の表面の外周縁とを両面テープで接着すると共に、前記プレートの裏面と前記冷却板の表面の前記貫通孔の外周縁とを両面テープで接着して仮接合体とする工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）のあと、前記仮接合体のうち前記プレートの裏面と前記冷却板の表面と前記両面テープとで囲まれる空間に前記注入孔から流動性接着剤を注入する工程と、
（ｄ）前記工程（ｃ）のあと、前記流動性接着剤を硬化させる工程と、
を含むものである。
このウエハー載置装置の製造方法では、プレートの裏面と冷却板の表面とを、流動性接着剤の硬化物により接着するとともに、両外周縁を両面テープにより接着し、プレートの裏面と冷却板の表面の貫通孔の外周縁とを両面テープで接着する。これにより、両外周縁を接着する両面テープやプレートの裏面と冷却板の表面の貫通孔の外周縁とを接着する両面テープを備えないものと比べてウエハーの吸脱着性の高いウエハー載置装置が得られる。また、プレートと冷却板と両面テープとからなる仮接合体を作製してから流動性接着材を注入するため、予め流動性接着剤を塗布してからプレートと冷却板とを接合する場合と比較して接着層に巻き込まれる空気が少なくなる。これにより、プレートの均熱性が向上する。なお、プレートの裏面と冷却板の表面の貫通孔の外周縁とを両面テープで接着してから流動性接着剤を注入するため、貫通孔内に流動性接着剤が進入するのを防止できる。この場合において、前記流動性接着剤は、シリコーン樹脂とし、前記プレートの裏面の最外周縁と前記冷却板の表面の最外周縁とを接着する両面テープ及び前記プレートの裏面と前記冷却板の表面の前記貫通孔の外周縁とを接着する両面テープは、ポリイミド又はＰＥＴからなる中間層と、その中間層の両面にありシリコーン樹脂又はアクリル樹脂からなる粘着層とを有するものとしてもよい。また、前記プレートは、前記プレートを厚さ方向に貫通する貫通孔を有し、前記工程（ｂ）では、前記プレートの裏面の外周縁と前記冷却板の表面の外周縁とを両面テープで接着するほか、前記プレートの裏面の前記貫通孔の外周縁と前記冷却板の表面の前記貫通孔の外周縁とを両面テープで接着するものとしてもよい。
本発明のウエハー載置装置において、前記工程（ｂ）では、前記プレートの裏面の外周縁と前記冷却板の表面の外周縁とを接着する両面テープの内周側と外周側とに通じる通路を設け、前記工程（ｃ）では、前記空間に前記注入孔から前記流動性接着剤を注入するにあたり、該流動性接着剤の注入に伴って前記通路から空気が抜けていくようにし、最後に前記通路が前記流動性接着剤で塞がれるようにするものとしてもよい。こうすれば、流動性接着剤を注入する際に空間内の空気が通路から逃げるため、接着層に巻き込まれる空気をさらに少なくできる。また、この場合において、前記注入孔は、前記冷却板の中心軸から外れて位置しており、前記工程（ｂ）では、前記冷却板の中心軸を挟んで前記注入孔の反対側の位置に前記通路を設けるものとしてもよい。こうすれば、通路が注入孔から一番遠い場所に位置するため、確実に最後に通路が流動性接着剤で塞がれるようにできる。
前記の通路を設ける本発明のウエハー載置装置の製造方法において、前記工程（ｃ）では、前記通路が前記流動性接着剤で塞がれたあと、該通路を両面テープにより外側から塞ぐものとしてもよい。こうすれば、流動性接着剤の硬化物の外周面が両面テープによって覆われて露出しなくなるため、ウエハーの吸脱着性が高くなる。
本発明のウエハー載置装置の製造方法において、前記工程（ｄ）では、前記工程（ｃ）で前記空間に前記流動性接着剤を注入してから、該空間内の流動性接着剤の内圧が解放されるまで前記仮接合体を放置した後、該流動性接着剤を硬化させるものとしてもよい。こうすれば、内圧を解放して流動性接着剤が均一になった後に硬化させるため、均熱性の高いウエハー載置装置を得ることができる。
ウエハー載置装置１０の斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 両面テープの断面図である。 プレート１２を示す説明図である。 冷却板２０を示す説明図である。 両面テープ１４０の説明図である。 仮接合体１１０の説明図である。 仮接合体１１０を固定具１５０で固定した様子を示す説明図である。 流動性接着剤１３１を注入した仮接合体１１０の説明図である。 通路１１２を封止する様子を示す説明図である。 別の方法により通路１１２を封止する様子を示す説明図である。
次に、本発明の実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態であるウエハー載置装置１０の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。
ウエハー載置装置１０は、プレート１２と、冷却板２０と、ガス供給孔２３と、リフトピン孔２４と、端子孔２５，２６と、接着層３０とを備えている。なお、ガス供給孔２３と、リフトピン孔２４と、端子孔２５，２６とが、本発明の貫通孔に相当する。
プレート１２は、図２に示すように、セラミックス製（例えばアルミナ製や窒化アルミニウム製）の円盤状部材であり、静電電極１４と抵抗発熱体１６とを内蔵している。静電電極１４は、円形の薄膜形状に形成されており、静電電極１４の略中央には導電性の端子１４ａが固着されている。この端子１４ａは冷却板２０及び接着層３０を貫通する端子孔２５の底部に露出しており、図示しない棒状端子と端子孔２５内で電気的に接続されている。この棒状端子を介して静電電極１４とプレート１２の表面に載置されるウエハーＷとの間に電圧を印加すると、プレート１２の表面とウエハーＷとの間に発生する静電気的な力によってウエハーＷがプレート１２に吸着される。抵抗発熱体１６は、プレート１２の全面にわたって配線されるように例えば一筆書きの要領でパターン形成されている。抵抗発熱体１６の一端及び他端には導電性の端子１６ａ（１つのみ図示）が固着されている。この端子１６ａはそれぞれ冷却板２０及び接着層３０を貫通する端子孔２６の底部に露出しており、図示しない棒状端子と端子孔２６内で電気的に接続されている。この棒状端子を介して抵抗発熱体１６に電圧を印加すると、抵抗発熱体１６が発熱してウエハーＷを加熱する。なお、プレート１２のうち静電電極１４よりも上側の部分を誘電体層１２ａ，静電電極１４と抵抗発熱体１６とに挟まれる部分を中層１２ｂ，抵抗発熱体１６よりも下側の部分を下層１２ｃと称するものとする。また、このプレート１２をアルミナで形成した場合には、体積抵抗率が高いためクーロン型の静電チャックとして機能し、窒化アルミニウムで形成した場合には、アルミナよりも体積抵抗率が低いためジョンソン・ラーベック型の静電チャックとして機能する。
冷却板２０は、プレート１２と直径が略同一である小径円盤部２０ａと、小径円盤部２０ａよりも大径の大径円盤部２０ｂとを同軸に連ねた形状をした段差付き円盤状部材である。この冷却板２０は、プレート１２と同軸に位置し、小径円盤部２０ａの表面がプレート１２の裏面に接着層３０を介して接着されている。この冷却板２０は、金属製（例えばアルミニウム製）であり、冷媒（例えば水）が通過可能な冷媒通路２２を内蔵している。この冷媒通路２２は、プレート１２の全面にわたって冷媒による冷却が可能なように形成されている。なお、冷媒通路２２には、冷媒の供給口と排出口（いずれも図示せず）が設けられている。また、冷却板２０には、冷却板２０の中心軸から外れた位置を厚さ方向に貫通する熱電対孔２１が形成されている。この熱電対孔２１は、図示しない熱電対を挿入してプレート１２の温度を測定するための孔である。なお、熱電対孔２１の中心軸は、例えば冷却板２０の中心軸から半径の２２〜３２％の長さだけ外れた位置に形成する。さらに、大径円盤部２０ｂのうち小径円盤部２０ａよりも外側には、大径円盤部２０ｂのみを貫通する固定孔２７が形成されている。この固定孔２７は、後述するウエハー載置装置１０の製造工程で使用するための孔であり、図３に示すように計４箇所に設けられている。
ガス供給孔２３は、冷却板２０の下方からバックサイドガス（例えばアルゴンガスやヘリウムガス）を供給するための孔であり、図１，３に示すようにウエハー載置装置１０の計１２箇所に設けられている。このガス供給孔２３に供給されたバックサイドガスは、プレート１２の表面に載置されたウエハーＷの裏面に存在する微小な空間を満たし、ガス熱伝導によってウエハーＷを冷却する。
リフトピン孔２４は、図示しないリフトピンを上下動可能に挿入するための孔であり、図１，３に示すようにウエハー載置装置１０の計３箇所に設けられている。このリフトピン孔２４に挿入されたリフトピンを突き上げることによりプレート１２の表面に載置されたウエハーＷを持ち上げることが可能となっている。
ガス供給孔２３及びリフトピン孔２４は、プレート１２，接着層３０，冷却板２０を厚さ方向に貫通している。但し、静電電極１４や抵抗発熱体１６はガス供給孔２３，リフトピン孔２４の内周面に露出しないように設計されている。
接着層３０は、プレート１２の裏面と冷却板２０の表面とを接着するものであり、厚さは例えば１００μｍ〜５００μｍである。この接着層３０は、主接着部３１と、外周接着部３２と、ガス供給孔接着部３３と、リフトピン孔接着部３４と、端子孔接着部３５，３６とを備えている。なお、主接着部３１が本発明の第１接着部に相当し、外周接着部３２と、ガス供給孔接着部３３と、リフトピン孔接着部３４と、端子孔接着部３５，３６とが本発明の第２接着部に相当する。主接着部３１は、流動性接着剤の硬化物からなるものである。流動性接着剤は、好ましくは樹脂であり、例えば、シリコーン樹脂，アクリル樹脂，エポキシ樹脂のいずれかである。外周接着部３２は、両面テープからなるものである。この両面テープの断面図を図４に示す。図４に示すように、両面テープは中間層とその両面にある粘着層とからなる３層構造をなしている。中間層は、好ましくは樹脂であり、例えば、ポリイミド樹脂又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂である。粘着層は、好ましくは樹脂であり、例えば、シリコーン樹脂，アクリル樹脂，エポキシ樹脂のいずれかである。この外周接着部３２は、プレート１２の裏面の外周縁と冷却板２０の表面の外周縁とを接着している。ガス供給孔接着部３３，リフトピン孔接着部３４，端子孔接着部３５，３６は、いずれも図４に示した両面テープからなるものであり、ウエハー載置装置１０の厚さ方向から見てリング状をしている。ガス供給孔接着部３３は、プレート１２の裏面におけるガス供給孔２３の外周縁と冷却板２０の表面におけるガス供給孔２３の外周縁とを接着している。リフトピン孔接着部３４は、プレート１２の裏面におけるリフトピン孔２４の外周縁と冷却板２０の表面におけるリフトピン孔２４の外周縁とを接着している。端子孔接着部３５，３６は、それぞれプレート１２の裏面と冷却板２０の表面における端子孔２５，２６の外周縁とを接着している。外周接着部３２，ガス供給孔接着部３３，リフトピン孔接着部３４，端子孔接着部３５，３６の径方向の幅は、例えば１〜２ｍｍである。また、外周接着部３２，ガス供給孔接着部３３，リフトピン孔接着部３４，端子孔接着部３５，３６の合計接着面積は、冷却板２０の表面の面積の例えば１〜２％である。なお、プレート１２の裏面，冷却板２０の表面，外周接着部３２で囲まれる空間のうち、ガス供給孔接着部３３，リフトピン孔接着部３４，端子孔接着部３５，３６，ガス供給孔２３，リフトピン孔２４，端子孔２５，２６以外の部分は全て主接着部３１で満たされている。
次に、本実施形態のウエハー載置装置１０の使用例について説明する。このウエハー載置装置１０のプレート１２の表面にウエハーＷを載置し、静電電極１４とウエハーＷとの間に電圧を印加することによりウエハーＷを静電気的な力によってプレート１２に吸着する。この状態で、ウエハーＷにプラズマＣＶＤ成膜を施したりプラズマエッチングを施したりする。この場合、抵抗発熱体１６に電圧を印加して加熱したり、冷却板２０の冷媒通路２２に冷媒を循環したり、ガス供給孔２３へバックサイドガスを供給したりすることにより、ウエハーＷの温度を一定に制御する。そして、ウエハーＷの処理が終了したあと、静電電極１４とウエハーＷとの間の電圧をゼロにして静電気的な力を消失させ、リフトピン孔２４に挿入されているリフトピン（図示せず）を突き上げてウエハーＷをプレート１２の表面から上方へリフトピンにより持ち上げる。その後、リフトピンに持ち上げられたウエハーＷは搬送装置（図示せず）によって別の場所へ搬送される。
こうしたウエハー載置装置１０の製造方法の一例を以下に説明する。
最初に、プレート１２と冷却板２０とを用意する。図５はプレート１２の断面図、図６（ａ）は冷却板２０の断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ視図である。まず、プレート１２の作製について説明する。高い純度（例えば９９．５％）のアルミナ粉末を焼成後密度９９．５％以上とし、研削して、誘電体層１２ａとなる所定形状（例えば、外径３１０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）の円盤状のアルミナ焼結体を得る。続いて、このアルミナ焼結体の裏面に炭化タングステン粉末とアルミナ粉末の混合粉末をテルピネオールに混ぜた印刷ペーストを用いて、スクリーン印刷法で静電電極１４となる導電層を形成する。次に、この導電層を乾燥することで静電電極１４とする。そして、炭化ニオブ（ＮｂＣ）とアルミナとの混合粉末の焼結体からなる円柱状の端子１４ａを静電電極１４の中心に糊で貼り付ける。この静電電極１４を形成した誘電体層１２ａを金型内に設置し、静電電極１４を形成した面の上に中層１２ｂとなる純度９９％以上のアルミナ粉末を所定の厚み（例えば、３ｍｍ）となるまで充填し、一軸加圧成形を行う。このようにして第１中間体が得られる。
続いて、第１中間体とは別に誘電体層１２ａと同様の材料により、下層１２ｃとなる円盤状のアルミナ焼結体を用意しておき、これに導電層と同じ印刷ペーストを用いて抵抗発熱体１６を印刷する。そして、端子１４ａと同様の材料により円柱状の端子１６ａを用意し、抵抗発熱体１６を印刷した面の反対側の面からアルミナ焼結体に孔を開けて抵抗発熱体１６の一端及び他端に端子１６ａを糊で貼り付ける。続いて、この抵抗発熱体１６を印刷したアルミナ焼結体を加熱してテルピネオール及び糊を分解消失する加熱処理を行い、第２中間体を得る。第２中間体には、中心に第１中間体の端子１４ａを貫通させるための孔を開けておく。
そして、第１中間体の中層１２ｂとなる側に第２中間体の抵抗発熱体１６が接するように、且つ静電電極２０に貼り付けられた端子１４ａが第２中間体の中心に開けられた孔に挿入されるように、第１中間体と第２中間体とを積層して、両中間体をホットプレス炉の黒鉛ダイの中に設置し、ホットプレス法により所定圧力で加熱焼成する。このようにして、静電電極１４及び抵抗発熱体１６を埋設したセラミックス基体が得られる。このセラミックス基体を研削加工して図１〜３に示したプレート１２の形状（例えば直径２９９ｍｍ，厚さ３ｍｍの円盤形状）とし、ダイアモンド砥石にてウエハーＷを支持する面とその反対側の面との平面研削加工及びセラミックス基体の円筒研削加工を行う。そして、図１〜３に示したガス供給孔２３のプレート貫通部分となるプレート側ガス供給孔１２３や、リフトピン孔２４のプレート貫通部分となるプレート側リフトピン孔を形成することで、プレート１２が得られる。
次に、冷却板２０の作製について説明する。まず、アルミニウム製で内部に冷媒通路２２を設けた所定の大きさ（例えば、小径円盤部２０ａとなる部分の直径が２９９ｍｍ，大径円盤部２０ｂとなる部分の直径が３４４ｍｍ）の段差付き円盤状部材を用意する。そして、この円盤状部材に、ガス供給孔２３，リフトピン孔２４，端子孔２５，２６の冷却板貫通部分となる冷却板側ガス供給孔２２３，冷却板側リフトピン孔２２４，冷却板側端子孔２２５，２２６や、熱電対孔２１，固定孔２７を形成することで、冷却板２０が得られる。
次に、図２，３に示した外周接着部３２，ガス供給孔接着部３３，リフトピン孔接着部３４，端子孔接着部３５，３６となる外周接着テープ１３２，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６を用意する。図７は、外周接着テープ１３２，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６及びそれを含む両面テープ１４０の説明図である。図７に示すように、両面テープ１４０は、保護フィルム１４１，粘着層１４２，中間層１４３，粘着層１４４，保護フィルム１４５がこの順に積層されたものである。なお、保護フィルム１４１，１４５はＰＥＴ樹脂製であり、粘着層１４２，１４４はシリコーン樹脂製であり、中間層１４３はポリイミド樹脂製である。粘着層１４２，１４４の厚さは例えばそれぞれ５６〜６９μｍであり、中間層１４３の厚さは例えば１８〜２２μｍである。この両面テープ１４０に、保護フィルム１４１から粘着層１４４までを貫通する切り込みを入れることで、図２，３に示した外周接着部３２，ガス供給孔接着部３３，リフトピン孔接着部３４，端子孔接着部３５，３６と同じ形状・位置関係の外周接着テープ１３２，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６を形成しておく。なお、外周接着テープ１３２のうち、図３における冷却板２０の中心軸を挟んで熱電対孔２１の反対側の位置に相当する箇所には保護フィルム１４１から粘着層１４４までを貫通する２箇所の切り込みを入れて、所定の長さ（例えば１０〜２０ｍｍ）の外周接着テープ１３２ｂと、それ以外の部分である外周接着テープ１３２ａとを形成しておく。
図７に示した両面テープ１４０を用意すると、保護フィルム１４１のうち、外周接着テープ１３２ａ，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６の部分のみを剥がして粘着層１４２を露出させる。この状態で、外周接着テープ１３２ａがプレート１２の裏面の外周縁と対向し、ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４がそれぞれプレート１２の裏面のプレート側ガス供給孔１２３，プレート側リフトピン孔の外周縁と対向し、端子孔接着テープ１３５，１３６内にそれぞれ端子１４ａ，１６ａが収まるように位置を合わせて、両面テープ１４０のうち保護フィルム１４１側の面を、プレート１２の裏面に貼り付ける。これにより、両面テープ１４０のうち、保護フィルム１４１を剥がした部分である外周接着テープ１３２ａ，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６の粘着層１４２のみがプレート１２の裏面と接着される。続いて、両面テープ１４０のうち、保護フィルム１４５と、外周接着テープ１３２ａ，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６以外の部分とを除去する。これにより、外周接着テープ１３２ａ，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６の粘着層１４２，中間層１４３，粘着層１４４のみがプレート１２の裏面に残った状態になる。なお、除去した部分のうち、外周接着テープ１３２ｂは後の工程で用いる。この状態で、外周接着テープ１３２ａが冷却板２０の表面の外周縁と対向し、ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６がそれぞれ冷却板２０の表面の冷却板側ガス供給孔２２３，冷却板側リフトピン孔２２４，冷却板側端子孔２２５，２２６の外周縁と対向するように位置を合わせ、粘着層１４４と冷却板２０の表面とを貼り合わせて仮接合体１１０とする。図８（ａ）は仮接合体１１０の断面図、図８（ｂ）はそのＤ−Ｄ断面図である。図示するように、この仮接合体１１０には、外周接着テープ１３２ａの内周側と外周側とに通じる通路１１２が形成されている。この通路１１２は、両面テープ１４０をプレート１２の裏面に貼り付けた際に外周接着テープ１３２ｂを除去したことにより形成されたものである。なお、通路１１２は、後述する流動性接着剤の注入時に、仮接合体１１０のうちプレート１２の裏面と冷却板２０の表面と外周接着テープ１３２ａとで囲まれる空間１１４内の空気を外部に逃がすためのものである。
続いて、仮接合体１１０を上下逆にした状態で固定具１５０により固定するとともにバネ荷重を加える。図９はこのときの様子を示す説明図である。固定具１５０は、所定厚さ（例えば１０ｍｍ）のＳＵＳ製の挟持板１５２，１５４と、挟持板１５２，１５４，冷却板２０を位置決めする４つのアジャスターボルト１５６（２つのみ図示）と、バネ１５９とを備えている。挟持板１５２，１５４には、アジャスターボルト１５６を貫通させるための位置決め孔１５２ａ，１５４ａや、熱電対孔２１と同じ径の連結孔１５２ｂが形成されている。また、挟持板１５４には、プレート１２を位置決めするための突起１５８が複数（１つのみ図示）形成されている。バネ１５９は、アジャスターボルト１５６のナットと挟持盤１５２との間に配置することで、ナットの位置調整により任意のバネ荷重を挟持盤１５２に加えることができるようになっている。固定具１５０による仮接合体１１０の固定は以下のように行う。まず、複数のガス供給孔２３にプレート１２の表面側から突起１５８を差し込んで挟持板１５４上に仮接合体１１０を載置する。続いて、位置決め孔１５２ａ，１５４ａ，固定孔２７が同軸上に位置し、連結孔１５２ｂと熱電対孔２１とが連通するように挟持板１５２を冷却板２０の裏面に載置して、仮接合体１１０が挟持板１５２，１５４に挟まれるようにする。次に、位置決め孔１５４ａ，固定孔２７，位置決め孔１５２ａをこの順で貫通するようにアジャスターボルト１５６のボルトを挿入する。そして、アジャスターボルト１５６のナットと挟持盤１５２とでバネ１５９を挟み、ナットの位置を調整してバネ１５９の弾性力によるバネ荷重を挟持盤１５２に加える。このバネ荷重により挟持盤１５２と挟持盤１５４とが互いに接近する方向に押され、仮接合体１１０が挟持盤１５２，１５４で挟持される。このときのバネ荷重は、例えば冷却板２０の裏面における面圧で０．００５〜０．０２ＭＰａ、好ましくは０．０１１ＭＰａとなるように調整する。これにより、仮接合体１１０が固定具１５０に固定され、外周接着テープ１３２ａ，ガス供給孔接着部３３，リフトピン孔接着部３４，端子孔接着部３５，３６がプレート１２や冷却板２０から剥がれるのを防止することができる。
仮接合体１１０を固定具１５０により固定した後、互いに連通している連結孔１５２ｂと熱電対孔２１とを介して、外部から仮接合体１１０の空間１１４内にシリコーン樹脂製の流動性接着剤１３１を所定圧力（例えば０．０１〜０．１ＭＰａ、好ましくは０．０４ＭＰａ）で注入する。これにより、注入された流動性接着剤１３１は熱電対孔２１の位置を中心として空間１１４内に広がっていき、空間１１４内は流動性接着剤１３１で満たされていく。なお、ガス供給孔接着部３３，リフトピン孔接着部３４，端子孔接着部３５，３６によりガス供給孔２３と、リフトピン孔２４と、端子孔２５，２６内に流動性接着剤１３１は侵入しない。また、このとき空間１１４内の空気は流動性接着剤１３１に押し出されて通路１１２から逃げていく。そして、通路１１２は空間１１４において流動性接着剤１３１の注入孔である熱電対孔２１から最も遠い場所に位置するため、流動性接着剤１３１は空間１１４のうち通路１１２に最後に到達して、通路１１２を塞ぐ。通路１１２が塞がれたら流動性接着剤１３１の注入を終了する。図１０（ａ）はこのときの仮接合体１１０の断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。その後、外周接着テープ１３２ｂを用いて通路１１２を外側から塞いで封止する。図１１は、通路１１２を封止する様子を示す説明図である。図１１（ａ）は、外周接着テープ１３２ｂを通路１１２の外側から貼り付ける様子を示し、図１１（ｂ）は、外周接着テープ１３２ｂによる封止後の状態を示している。図示するように、外周接着テープ１３２ｂによる通路１１２の封止は、外周接着テープ１３２ｂが外周接着テープ１３２ａと同様にプレート１２の裏面の外周縁及び冷却板２０の表面の外周縁とを接着し且つ通路１１２内で外周接着テープ１３２ａと連なるように貼り付け、外周接着テープ１３２ａと外周接着テープ１３２ｂとが一体となって図２，３で示した外周接着部３２となるようにすることで行う。通路１１２を封止することにより、仮接合体１１０の側面において流動性接着剤１３１が露出する部分がなくなる。
続いて、仮接合体１１０を大気中にて静置し、空間１１４内に注入された流動性接着剤１３１の内圧が解放されるまで待つ。待つ時間は、流動性接着剤１３１の材質や注入圧力に応じて適宜定めてもよく、例えば１０時間としてもよい。その後、大気炉に入れて所定条件（例えば、８０℃〜１５０℃で１〜１２時間）下で流動性接着剤１３１を硬化させる。そして、固定具１５０を取り外してから仮接合体１１０を真空中（例えば１×１０-3Ｐａ未満），所定条件（例えば、１４５℃〜１５５℃で７０〜９０時間）下でベーキングして流動性接着剤１３１を完全に硬化させる。これにより、流動性接着剤１３１が硬化して主接着部３１となり、ウエハー載置装置１０を得ることができる。なお、流動性接着剤１３１を硬化させる条件下では、両面テープの接着性は影響を受けない。
以上詳述した本実施形態のウエハー載置装置１０によれば、外周接着部３２がプレート１２の裏面の外周縁と冷却板２０の表面の外周縁とを接着しているため、両外周縁を接着する外周接着部３２を備えないウエハー載置装置と比べてウエハーＷの吸脱着性が高くなる。また、ガス供給孔接着部３３，リフトピン接着部３４はプレート１２の裏面におけるガス供給孔２３，リフトピン孔２４の外周縁と冷却板２０の表面におけるガス供給孔２３，リフトピン孔２４の外周縁とを接着しており、端子孔接着部３５，３６はプレート１２の裏面と冷却板２０の表面における端子孔２５，２６の外周縁とを接着しているため、ガス供給孔接着部３３，リフトピン接着部３４，端子孔接着部３５，３６を備えないウエハー載置装置と比べてウエハーＷの吸脱着性が高くなる。
また、上述した本実施形態のウエハー載置装置１０の製造方法によれば、プレート１２と冷却板２０と外周接着テープ１３２ａ，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６とからなる仮接合体１１０を作製してから流動性接着剤１３１を注入するため、予め流動性接着剤１３１をプレート１２の裏面又は冷却板２０の表面に塗布してから両者を接合する場合と比較して接着層３１に巻き込まれる空気が少なくなる。これにより、プレート１２の均熱性が向上する。さらに、流動性接着剤１３１の注入孔となる熱電対孔２１を冷却板２０の中心軸から外れた位置に形成し、通路１１２がこの中心軸を挟んで熱電対孔２１の反対側の位置に形成するため、通路１１２が熱電対孔２１から一番遠い場所に位置する。これにより、流動性接着剤１３１を注入する際に通路１１２が塞がれるのが最後になり、空間１１４内の空気を通路１１２から逃がして接着層３１に巻き込まれる空気を少なくできる。さらにまた、通路１１２が流動性接着剤１３１で塞がれたあと、通路１１２を外周接着テープ１３２ｂにより外側から塞ぐため、流動性接着剤１３１の硬化物の外周面が外周接着テープ１３２ａ，１３２ｂによって覆われて露出しなくなり、ウエハーＷの吸脱着性が高くなる。そしてまた、空間１１４内に流動性接着剤１３１が注入されたあと、仮接合体１１０を大気中にて静置し、流動性接着剤１３１の内圧が解放されるまで待った後に流動性接着剤１３１を硬化させるため、注入された流動性接着剤の内圧が均一になり均熱性の高いウエハー載置装置が得られる。
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。
例えば、上述したウエハー載置装置１０の製造方法において、流動性接着剤１３１は熱電対孔２１から注入するものとしたが、流動性接着剤１３１の注入孔は熱電対孔２１に限られない。例えば、他の用途がない注入のためだけの孔を冷却板２０に形成するものとしてもよい。
上述したウエハー載置装置１０の製造方法において、通路１１２は、両面テープ１４０をプレート１２の裏面に貼り付けた際に外周接着テープ１３２ｂを除去することで形成するものとしたが、他の方法により形成してもよい。例えば、外周接着テープ１３２をプレート１２の裏面に冷却板２０に貼り付けた後に、外周接着テープ１３２に穴を開けて形成しても良い。
上述したウエハー載置装置１０の製造方法において、通路１１２は外周接着テープ１３２ｂにより図１１のように封止するものとしたが、他の方法により封止してもよい。例えば、図１２に示すように、粘着層と基体とを備えた封止テープを用いて、粘着層が通路１１２をまたがって外周接着テープ１３２ａの外周面に接着するようにこの封止テープを貼り付けることで通路１１２の封止を行ってもよい。この場合、封止テープの粘着層は両面テープ１４０の粘着層１４２，１４４と同じ材質とし、封止テープの基体は両面テープ１４０の中間層１４３と同じ材質としてもよい。
上述したウエハー載置装置１０の製造方法において、仮接合体１１０の形成は、両面テープ１４０の粘着層１４２をプレート１２の裏面に貼り付けた後、両面テープ１４０の粘着層１４４を冷却板２０の表面に貼り付けるものとしたが、両面テープ１４０の粘着層１４４を冷却板２０の表面に貼り付けた後、両面テープ１４０の粘着層１４２をプレート１２の裏面に貼り付けるものとしてもよい。
上述したウエハー載置装置１０の製造方法において、外周接着テープ１３２ａ，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６は、１枚の両面テープ１４０から形成するものとしたが、２枚以上の両面テープを積層して形成するものとしてもよい。例えば、プレート１２の裏面に両面テープ１４０を貼り付けた後、両面テープ１４０と同じ位置に貫通する切り込みを入れた両面テープを互いの切り込み位置が一致するように位置を合わせて貼り付け、積層した２枚の両面テープにより外周接着テープ１３２ａ，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６を形成してもよい。こうすることで、外周接着テープ１３２ａ，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６の厚さを調整することができる。
上述したウエハー載置装置１０の製造方法において、冷却板２０の表面に外周接着テープ１３２ａ，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６の粘着層１４４を接着した際に、冷却板２０の表面に円形の両面テープからなるスペーサーを複数貼り付けるものとしてもよい。このスペーサーを、例えば冷却板２０の表面における所定の単位面積あたりの外周接着テープ１３２ａ，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６，スペーサーの接着面積が冷却板２０の表面全体にわたってほぼ均等になるようにすることで、仮接合体１１０にバネ１５９のバネ荷重を加えたときにプレート１２の表面の平坦度が悪化するのを防止することができる。このようなスペーサーについては、例えば特開２００３−２５８０７２号公報に記載されている。
上述したウエハー載置装置１０において、外周接着部３２，ガス供給孔接着部３３，リフトピン孔接着部３４，端子孔接着部３５，３６の径方向の幅は、例えば１〜２ｍｍであるものとしたが、外周接着部３２，ガス供給孔接着部３３，リフトピン孔接着部３４，端子孔接着部３５，３６の径方向の幅は同じ値としてもよいし、それぞれ異なる値としてもよい。例えば、外周接着部３２の径方向の幅をガス供給孔接着部３３，リフトピン孔接着部３４，端子孔接着部３５，３６の径方向の幅よりも大きくしてもよい。
上述したウエハー載置装置１０において、熱電対孔２１は図２に示すように主接着部３１を貫通していないが、熱電対孔２１が主接着部３１も貫通しており熱電対孔２１の底面がプレート１２の裏面であるものとしてもよい。こうすれば、熱電対孔２１に挿入される熱電対をよりプレート１２に近い位置に設置することができる。この場合、端子孔２５，２６における端子孔接着部３５，３６と同様に、プレート１２の裏面と冷却板２０の表面における熱電対孔２１の外周縁とを両面テープからなる熱電対孔接着部が接着しているものとしてもよい。
上述したウエハー載置装置１０の製造方法において、冷却板２０の中心軸を挟んで熱電対孔２１の反対側の位置に通路１１２を形成するものとしたが、これに限られず、空間１１４内の空気を外部に逃がすことができるように形成すればよい。ただし、上述したように通路１１２が塞がれるのを最後にできるため、冷却板２０の中心軸を挟んで熱電対孔２１の反対側の位置に通路１１２を形成することが好ましい。
上述したウエハー載置装置１０の製造方法において、固定具１５０で仮接合体を固定するにあたり、固定孔２７にアジャスターボルト１５６を貫通させるものとしたが、固定具１５０に限らずどのように仮接合体１１０を固定してもよい。この場合、冷却板２０に固定孔２７を形成しないものとしてもよい。
［実施例１］
実施例１として、図５〜１１を用いて説明した製造方法により図１〜３に示した実施形態のウエハー載置装置１０を作製した。具体的には以下のように作成した。
はじめに、純度９９．５％のアルミナ粉末を焼成後密度９９．５％以上とし、研削して、誘電体層１２ａとなる外径３１０ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤状のアルミナ焼結体を得た。次に、このアルミナ焼結体の裏面に炭化タングステン粉末とアルミナ粉末の混合粉末をテルピネオールに混ぜた印刷ペーストを用いて、スクリーン印刷法で静電電極１４となる導電層を形成した。そして、この導電層を乾燥することで直径２９４ｍｍの静電電極１４とした。そして、炭化ニオブ（ＮｂＣ）とアルミナとの混合粉末の焼結体からなる直径１ｍｍの円柱状の端子１４ａを静電電極１４の中心に糊で貼り付けた。この静電電極１４を形成した誘電体層１２ａを金型内に設置し、静電電極１４を形成した面の上に中層１２ｂとなる純度９９．５％のアルミナ粉末を厚さ３ｍｍとなるまで充填し、一軸加圧成形を行った。このようにして第１中間体を得た。
続いて、第１中間体とは別に誘電体層１２ａと同様の材料により、下層１２ｃとなる円盤状のアルミナ焼結体を用意しておき、これに導電層と同じ印刷ペーストを用いて抵抗発熱体１６を印刷した。そして、端子１４ａと同様の材料により直径２ｍｍ円柱状の端子１６ａを用意し、抵抗発熱体１６を印刷した面の反対側の面からアルミナ焼結体に孔を開けて抵抗発熱体１６の一端及び他端に端子１６ａを糊で貼り付けた。続いて、この抵抗発熱体１６を印刷したアルミナ焼結体を加熱してテルピネオール及び糊を分解消失する加熱処理を行い、第２中間体を得た。第２中間体には、中心に第１中間体の端子１４ａを貫通させるための孔を開けておいた。
そして、第１中間体と第２中間体とを積層して、この積層体を黒鉛ダイに設置し、黒鉛ホットプレス炉に入れて、圧力１０ＭＰａで一軸プレスしながら、窒素雰囲気１．０２気圧、昇温速度５００℃／ｈで加熱し最高温度１６５０℃を１時間維持した後、炉内で冷却して焼成した。このようにして、静電電極１４及び抵抗発熱体１６を埋設したセラミックス基体を得た。このセラミックス基体を研削加工して直径２９９ｍｍ，厚さ３ｍｍの円盤形状とし、ダイアモンド砥石にてウエハーＷを支持する面とその反対側の面との平面研削加工及びセラミックス基体の円筒研削加工を行った。そして、図５に示したプレート側ガス供給孔１２３や、プレート側リフトピン孔を形成して、プレート１２を得た。なお、プレート側ガス供給孔１２３の内径は０．８ｍｍ，プレート側リフトピン孔の内径は３．５ｍｍとした。
次に、冷却板２０を作製した。まずアルミニウム製で内部に冷媒通路２２を設けた段差付き円盤状部材を用意した。この円盤状部材のうち、小径円盤部２０ａとなる部分は直径２９９ｍｍ，厚さ６ｍｍとし、大径円盤部２０ｂとなる部分は直径３４４ｍｍ，厚さ２９ｍｍとした。そして、この円盤状部材に、図６に示した冷却板側ガス供給孔２２３，冷却板側リフトピン孔２２４，冷却板側端子孔２２５，２２６，熱電対孔２１，固定孔２７を形成した。なお、熱電対孔２１の中心軸は、冷却板２０の中心軸から半径の３０％の長さだけ外れた位置に形成した。また、熱電対孔２１の内径は８ｍｍ、冷却板側端子孔２２５の内径は６ｍｍ、冷却板２０の中心軸よりの冷却板側端子孔２２６の内径は８ｍｍ、冷却板２０の外周よりの冷却板側端子孔２２６の内径は８ｍｍとした。
次に、両面テープ１４０を用意し、上述したように切り込みを入れて外周接着テープ１３２ａ，１３２ｂ，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６と、円形のスペーサーとを形成し、これにより冷却板２０とプレート１２とを接着して仮接合体１１０を得た。両面テープ１４０は、保護フィルム１４１，１４５がＰＥＴ樹脂製であり、粘着層１４２，１４４がシリコーン樹脂製であり、中間層１４３がポリイミド樹脂製のものを用いた。また、両面テープ１４０は、保護フィルム１４１，１４５を除いた厚さが１４５μｍであり、粘着層１４２，１４４の厚さがそれぞれ６２．５μｍ、中間層１４３の厚さが２０μｍのものを用いた。また、外周接着テープ１３２ａ，１３２ｂ，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６の径方向の幅は２ｍｍとし、通路１１２の長さは２０ｍｍとした。スペーサーは直径が５ｍｍであり、冷却板２０の表面における１００００ｍｍ2あたりの外周接着テープ１３２ａ，ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６，スペーサーの接着面積が冷却板２０の表面全体にわたってほぼ均等になるように合計５枚を両面テープ１４０から形成して冷却板２０に貼り付けた。冷却板２０の表面の面積に対する外周接着部３２，ガス供給孔接着部３３，リフトピン孔接着部３４，端子孔接着部３５，３６，スペーサーの合計接着面積は、冷却板２０の表面の面積の１．４％であった。
続いて、図９に示したように固定具１５０により仮接合体１１０を上下逆にした状態で固定し、且つ冷却板２０の裏面における面圧が０．０１１ＭＰａとなるバネ荷重を仮接合体１１０に印可した。この状態で、連通している連結孔１５２ｂ，熱電対孔２１を介して、外部から仮接合体１１０の空間１１４内にシリコーン樹脂製の流動性接着剤１３１を０．０４ＭＰａの圧力で注入した。そして、空間１１４内が流動性接着剤１３１で満たされ、通路１１２が塞がれたときに流動性接着剤１３１の注入を終了した。その後、外周接着テープ１３２ｂを用いて図１１のように通路１１２を外側から塞いで封止した。
そして、流動性接着剤１３１を注入した仮接合体１１０を大気中にて１０時間静置した。その後、大気炉に入れて１５０℃で８時間経過させて流動性接着剤１３１を硬化させ、さらに固定具１５０を取り外してから仮接合体１１０を真空中（１×１０-3Ｐａ未満）において１５０℃で８０時間ベーキングして流動性接着剤１３１を完全に硬化させた。このようにして、実施例１のウエハー載置装置１０を得た。
［実施例２］
両面テープ１４０の中間層１４３がＰＥＴ樹脂製であり、粘着層１４２，１４４がアクリル樹脂製である点、両面テープ１４０の保護フィルム１４１，１４５を除いた厚さが３００μｍ，粘着層１４２，１４４の厚さがそれぞれ３７．５μｍ，中間層１４３の厚さが７５μｍである点以外は、実施例１と同様にしてウエハー載置装置１０を作製し、実施例２とした。
［比較例１］
外周接着部３２を備えない点以外は、実施例１と同様のウエハー載置装置を作製し、比較例１とした。なお、比較例１は、以下のようにして作製した。まず、実施例１と同様にしてプレート１２，冷却板２０を作製した。次に、流動性接着剤１３１を冷却板２０の表面にスクリーン印刷した後、ガス供給孔接着テープ１３３，リフトピン孔接着テープ１３４，端子孔接着テープ１３５，１３６，スペーサーを冷却板２０に貼り付けた。そして、プレート１２と冷却板２０とを接着して仮接合体とし、これを固定具１５０により固定した。その後、実施例１と同様に大気炉中及び真空中で流動性接着剤１３１を硬化させて、比較例１のウエハー載置装置を作製した。
［評価試験１］
作製した実施例１，実施例２，比較例１のウエハー載置装置について、プレート１２の平面度，接着層３０のガスシール性，ウエハーＷの吸着力及び脱着時間，接着層３０の欠陥及び穴詰まりの有無，プレート１２の表面の均熱性についての測定を行った。プレート１２の平面度は、プレート１２の表面の１３点の高さを３次元測定装置にて測定し、最高高さと最低高さとの差を平面度として測定した。ガスシール性は、ガス供給孔２３，リフトピン孔２４，端子孔２５，２６のうち測定対象以外の孔を塞いでヘリウムリークディテクターにてヘリウムリーク量を測定し、これを各孔について測定することで評価を行った。ウエハーＷの吸着力の測定は、以下のように行った。まず、静電電極１４に５００Ｖの電圧を印加してシリコーン製のウエハーＷをプレート１２の表面に吸着させ、その状態で冷却板２０の裏面からガス供給孔２３を介してウエハーＷの裏面にバックサイドガス（アルゴンガス）を供給した。このときガスの流量を測定しながら、ガス圧を１００Ｐａから徐々に上げていき、ガスの流量が急に増えるときのガス圧力を測定した。このガスの流量が急に増えるときのガス圧力を、ウエハーＷの吸着力とした。ウエハーＷの脱着時間の測定は、ウエハーＷをプレート１２の表面に吸着させた状態で、供給するガスの圧力を５００Ｐａとし、印加電圧を０Ｖにしてから供給するガスの流量が急に増えるまでの時間として測定した。欠陥及び穴詰まりの有無は、超音波探傷装置にて、接着層３０の欠陥の検出の有無を判定したり、目視や通気チェックによりガス供給孔２３，リフトピン孔２４，端子孔２５，２６の穴詰まりの有無を判定したりすることで評価した。均熱性の評価は以下のように行った。まず、真空チャンバーに実施例１，実施例２，比較例１のウエハー載置装置を設置し、冷却通路２２に６０℃の冷却水を流しながら抵抗発熱体１６に供給する電力を調整してプレート１２の表面中央の温度が１５０℃になるようにした。そして、温度が安定した状態でＩＲカメラによりプレート１２の表面の温度分布を測定し温度の最大値と最小値との差ΔＴを均熱性の指標として測定した。
［評価試験２］
実際にウエハー載置装置を使用した状態を模擬するため、実施例１，２，比較例１のウエハー載置装置を、１℃／ｓにて室温→１５０℃→室温と昇降温させ、これを１サイクルとして１０００サイクル行った。その後、評価試験１と同様の試験を行った。
評価試験１，２の結果を表１に示す。表１から明らかなように、評価試験１，２共に平面度，Ｈｅリーク量，欠陥及び穴詰まりについては実施例１，２，比較例１のいずれも同様に良好な結果が得られた。しかし、評価試験１の吸脱着性（吸着力，脱着時間）については、比較例１と比べて実施例１，２の方が良好な結果が得られた。また、比較例１は評価試験１と比べて評価試験２における脱着時間がさらに長くなっており熱サイクルによる吸脱着性の低下が見られるが、実施例１，２については評価試験１と評価試験２とで吸脱着性に変化は見られず、実施例１，２は熱サイクルによる吸脱着性の低下がないことがわかる。実施例１，２は比較例１と比べて外周接着部３２を備えている構成のため、この構成の違いにより吸脱着性が高くなっていると考えられる。また、差ΔＴについては、評価試験１，２のいずれにおいても、比較例１と比べて実施例１，２の方が差ΔＴの値が小さく良好な結果が得られた。実施例１，２では、仮接合体１１０を作製してから流動性接着剤１３１を注入しているため、比較例１と比べて接着層１３に巻き込まれる空気が少なくなり、プレート１２の均熱性が向上していると考えられる。
Figure 2011238682
１０ ウエハー載置装置、１２ プレート、１２ａ 誘電体層、１２ｂ 中層、１２ｃ 下層、１４ 静電電極、１４ａ 端子、１６ 抵抗発熱体、１６ａ 端子、２０ 冷却板、２０ａ 小径円盤部、２０ｂ 大径円盤部、２１ 熱電対孔、２２ 冷媒通路、２３ ガス供給孔、２４ リフトピン孔、２５，２６ 端子孔、２７ 固定孔、３０ 接着層、３１ 主接着部、３２ 外周接着部、３３ ガス供給孔接着部、３４ リフトピン孔接着部、３５，３６ 端子孔接着部、１１０ 仮接合体、１１２ 通路、１１４ 空間、１２３ プレート側ガス供給孔、１３１ 流動性接着剤、１３２，１３２ａ，１３２ｂ 外周接着テープ、１３３ ガス供給孔接着テープ、１３４ リフトピン孔接着テープ、１３５，１３６ 端子孔接着テープ、１４０ 両面テープ、１４１，１４５ 保護フィルム、１４２，１４４ 粘着層、１４３ 中間層、１５０ 固定具、１５２，１５４ 挟持板、１５２ａ，１５４ａ 位置決め孔、１５２ｂ 連結孔、１５６ アジャスターボルト、１５８ 突起、１５９ バネ、２２３ 冷却板側ガス供給孔、２２４ 冷却板側リフトピン孔、Ｗ ウエハー。

Claims (9)

  1. ウエハーを表面に吸着可能な円盤状でセラミックス製のプレートと、
    円盤状で金属製の冷却板と、
    前記プレートの裏面と前記冷却板の表面とを接着し、流動性接着剤の硬化物からなる第１接着部及び両面テープからなる第２接着部を有する接着層と、
    を備え、
    前記第２接着部は、前記プレートの裏面の外周縁と前記冷却板の表面の外周縁とを接着している、
    ウエハー載置装置。
  2. 前記冷却板は、前記流動性接着剤を注入する厚さ方向に貫通された注入孔を備えている、
    請求項１に記載のウエハー載置装置。
  3. 請求項１又は２に記載のウエハー載置装置であって、
    前記冷却板及び前記第１接着部を厚さ方向に貫通する貫通孔、
    を備え、
    前記第２接着部は、前記プレートの裏面の外周縁と前記冷却板の表面の外周縁とを接着しているほか、前記プレートの裏面と前記冷却板の表面における前記貫通孔の外周縁とを接着している、
    ウエハー載置装置。
  4. 前記第１接着部は、シリコーン樹脂を硬化させてなるものであり、
    前記第２接着部は、ポリイミド又はＰＥＴからなる中間層と、その中間層の両面にありシリコーン樹脂又はアクリル樹脂からなる粘着層とを有する両面テープからなる、
    請求項１〜３のいずれか１項に記載のウエハー載置装置。
  5. （ａ）静電チャック電極を有する円盤状でセラミックス製のプレートと、厚さ方向に貫通された注入孔及び貫通孔を有する円盤状で金属製の冷却板とを用意する工程と、
    （ｂ）前記工程（ａ）のあと、前記プレートの裏面の外周縁と前記冷却板の表面の外周縁とを両面テープで接着すると共に、前記プレートの裏面と前記冷却板の表面の前記貫通孔の外周縁とを両面テープで接着して仮接合体とする工程と、
    （ｃ）前記工程（ｂ）のあと、前記仮接合体のうち前記プレートの裏面と前記冷却板の表面と前記両面テープとで囲まれる空間に前記注入孔から流動性接着剤を注入する工程と、
    （ｄ）前記工程（ｃ）のあと、前記流動性接着剤を硬化させる工程と、
    を含むウエハー載置装置の製造方法。
  6. 前記工程（ｂ）では、前記プレートの裏面の外周縁と前記冷却板の表面の外周縁とを接着する両面テープの内周側と外周側とに通じる通路を設け、
    前記工程（ｃ）では、前記空間に前記注入孔から前記流動性接着剤を注入するにあたり、該流動性接着剤の注入に伴って前記通路から空気が抜けていくようにし、最後に前記通路が前記流動性接着剤で塞がれるようにする、
    請求項５に記載のウエハー載置装置の製造方法。
  7. 前記注入孔は、前記冷却板の中心軸から外れて位置しており、
    前記工程（ｂ）では、前記冷却板の中心軸を挟んで前記注入孔の反対側の位置に前記通路を設ける、
    請求項６に記載のウエハー載置装置の製造方法。
  8. 前記工程（ｃ）では、前記通路が前記流動性接着剤で塞がれたあと、該通路を両面テープにより外側から塞ぐ、
    請求項６又は７に記載のウエハー載置装置の製造方法。
  9. 前記工程（ｄ）では、前記工程（ｃ）で前記空間に前記流動性接着剤を注入してから、該空間内の流動性接着剤の内圧が解放されるまで前記仮接合体を放置した後、該流動性接着剤を硬化させる、
    請求項５〜８のいずれか１項に記載のウエハー載置装置の製造方法。
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