JP2017147312A

JP2017147312A - 保持装置および保持装置の製造方法

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Publication number: JP2017147312A
Application number: JP2016027530A
Authority: JP
Inventors: 翔太齊藤; Shota Saito
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2036-02-17
Also published as: JP6639940B2

Abstract

【課題】保持装置のセラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性を向上させる。【解決手段】保持装置は、第１の表面を有する板状のセラミックス板と、冷媒流路が形成されたベース板と、セラミックス板の内部、または、セラミックス板のベース板側に配置されたヒータと、セラミックス板とベース板との間に配置された接着層とを備え、セラミックス板の第１の表面上に対象物を保持する。保持装置は、さらに、セラミックス板とベース板との間における接着層の外周側の位置に配置され、接着層とは熱伝導率の異なる第１の部材と、セラミックス板とベース板との間における接着層の外周側の位置に配置され、接着層および第１の部材とは熱伝導率の異なる第２の部材とを備える。【選択図】図２

Description

本明細書に開示される技術は、対象物を保持する保持装置に関する。

例えば半導体製造装置において、ウェハを保持する保持装置として、静電チャックが用いられる。静電チャックは、セラミックス板とベース板とが接着層により接合された構成を有する。静電チャックは、内部電極を有しており、内部電極に電圧が印加されることにより発生する静電引力を利用して、セラミックス板の表面（以下、「吸着面」という）にウェハを吸着して保持する。

静電チャックに保持されたウェハの温度分布が不均一になると、ウェハに対する各処理（成膜、エッチング、露光等）の精度が低下するため、静電チャックにはウェハの温度分布を均一にする性能が求められる。そのため、静電チャックの使用時には、セラミックス板の内部またはセラミックス板のベース板側に配置されたヒータによる加熱や、ベース板に形成された冷媒流路に冷媒を供給することによる冷却によって、セラミックス板の吸着面の温度制御が行われる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１０３５５０号公報

しかし、製品設計上、ヒータや冷媒流路を、セラミックス板の吸着面に平行な方向（以下、「面方向」という）において均一に配置できない場合がある。また、製造工程上、セラミックス板やベース板には、製品ばらつきが発生し得る。これらのことから、ヒータによる加熱や冷媒による冷却を行っても、セラミックス板の吸着面における温度分布の均一性が十分に高くならず、ひいては、ウェハの温度分布の均一性が十分に高くならないことがある。特に、静電チャックの面方向における外周側では、中心側と比較して、ヒータを例えばスクリーン印刷等で形成する際にヒータの厚さのばらつきが大きくなりやすく、また、ヒータの線長が比較的長くなるためヒータの欠陥が発生する確率が高くなり、また、接着層の欠陥（例えば接着層内部の気泡）も発生しやすいため、ヒータによる加熱作用や冷媒による冷却作用のばらつきが大きくなって、セラミックス板の吸着面における温度分布の均一性が十分に高くなりにくい。

なお、このような課題は、静電引力を利用してウェハを保持する静電チャックに限らず、セラミックス板とベース板とを備え、セラミックス板の表面上に対象物を保持する保持装置に共通の課題である。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される保持装置は、第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状のセラミックス板と、第３の表面を有する板状であり、前記第３の表面が前記セラミックス板の前記第２の表面に対向するように配置され、冷媒流路が形成されたベース板と、前記セラミックス板の内部、または、前記セラミックス板の前記ベース板側に配置されたヒータと、前記セラミックス板と前記ベース板との間に配置され、前記セラミックス板と前記ヒータとの少なくとも一方と前記ベース板とを接着する接着層と、を備え、前記セラミックス板の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、さらに、前記セラミックス板と前記ベース板との間における前記接着層の外周側の位置に配置され、前記接着層とは熱伝導率の異なる第１の部材と、前記セラミックス板と前記ベース板との間における前記接着層の外周側の位置に配置され、前記接着層および前記第１の部材とは熱伝導率の異なる第２の部材と、を備える。本保持装置によれば、セラミックス板とベース板との間に、接着層、第１の部材、第２の部材という、熱伝導率の互いに異なる少なくとも３つの部材が配置される。そのため、本保持装置によれば、セラミックス板とベース板との間における接着層の外周側の適切な位置に第１の部材および第２の部材を配置することにより、セラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性を向上させることができる。

（２）上記保持装置において、前記第１の部材の熱伝導率は、前記接着層の熱伝導率より高く、前記第１の部材は、前記接着層の厚さ方向視で、前記ヒータと重なる位置に配置されている構成としてもよい。セラミックス板の第１の表面において、接着層の厚さ方向視でヒータと重なる位置は、他の位置より温度が高くなる傾向にある。本保持装置によれば、接着層の熱伝導率より高い熱伝導率を有する第１の部材が、接着層の厚さ方向視でヒータと重なる位置に配置されるため、当該位置において冷媒によるセラミックス板の冷却効果が高められ、セラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性を向上させることができる。

（３）上記保持装置において、前記第２の部材の熱伝導率は、前記接着層の熱伝導率より低く、前記第２の部材は、前記接着層の厚さ方向視で、前記冷媒流路と重なる位置に配置されている構成としてもよい。セラミックス板の第１の表面において、接着層の厚さ方向視で冷媒流路と重なる位置は、他の位置より温度が低くなる傾向にある。本保持装置によれば、接着層の熱伝導率より低い熱伝導率を有する第２の部材が、接着層の厚さ方向視で冷媒流路と重なる位置に配置されるため、当該位置において冷媒によるセラミックス板の冷却効果が抑制され、セラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性を向上させることができる。

（４）上記保持装置において、前記接着層は、前記接着層の厚さ方向視で、外周部に複数の凹部が形成された形状であり、前記第１の部材および前記第２の部材は、互いに異なる前記凹部内に配置されている構成としてもよい。本保持装置によれば、接着層による接着面積をある程度確保しつつ、第１の部材および第２の部材を配置することによってセラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性を向上させることができる。

（５）上記保持装置において、前記複数の凹部は、少なくとも１つの第１の凹部と、前記接着層の厚さ方向における位置が前記第１の凹部とは異なる少なくとも１つの第２の凹部と、を含む構成としてもよい。本保持装置によれば、凹部の配置の自由度を増やすことができるために、第１の部材および第２の部材を配置することによる冷却効果の調整をきめ細かく行うことができ、セラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性を効果的に向上させることができる。

（６）上記保持装置において、さらに、前記接着層と前記第１の部材と前記第２の部材とをまとめて囲む環状の保護部材を備える構成としてもよい。本保持装置によれば、第１の部材および第２の部材を配置することによってセラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性を向上させつつ、第１の部材および第２の部材の脱落を防止することができる。

（７）上記保持装置において、前記ヒータによる加熱と前記冷媒流路への冷媒の供給との実行中に、前記セラミックス板の前記第１の表面の各位置における温度差が３℃以内である構成としてもよい。本保持装置によれば、セラミックス板の第１の表面の各位置における温度差を３℃以内とすることにより、セラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性を十分に向上させることができる。

（８）本明細書に開示される保持装置の製造方法は、第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状のセラミックス板と、第３の表面を有する板状であり、前記第３の表面が前記セラミックス板の前記第２の表面に対向するように配置され、冷媒流路が形成されたベース板と、前記セラミックス板の内部、または、前記セラミックス板の前記ベース板側に配置されたヒータと、前記セラミックス板と前記ベース板との間に配置され、前記セラミックス板と前記ヒータとの少なくとも一方と前記ベース板とを接着する接着層と、を備え、前記セラミックス板の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置の製造方法において、前記セラミックス板と前記ベース板とを準備する工程と、前記セラミックス板と前記ベース板との間に接着剤を配置し、前記接着剤を硬化させることにより前記接着層を形成する工程と、前記接着層の形成後に、前記セラミックス板の前記第１の表面の各位置における温度を特定する工程と、前記セラミックス板と前記ベース板との間における前記接着層の外周側の位置に、前記特定された温度に基づき選択され、前記接着層とは熱伝導率の異なる第１の部材を配置する工程と、前記セラミックス板と前記ベース板との間における前記接着層の外周側の位置に、前記特定された温度に基づき選択され、前記接着層および前記第１の部材とは熱伝導率の異なる第２の部材を配置する工程と、を備えることを特徴とする。本保持装置の製造方法によれば、セラミックス板とベース板とが接着層により接合された接合体という、完成品の保持装置にごく近い状態の接合体を対象として、セラミックス板の第１の表面の各位置における温度特定を行うことができるため、セラミックス板とベース板との間における接着層の外周側の位置に、適切な熱伝導率を有する第１の部材および第２の部材を選択して配置することができる。従って、本保持装置の製造方法によれば、セラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性を向上させた保持装置を製造することができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、保持装置、静電チャック、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。

実施形態における静電チャック１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。実施形態における静電チャック１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。実施形態における静電チャック１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。実施形態における静電チャック１００の製造方法を示すフローチャートである。実施形態における静電チャック１００の製造方法を概略的に示す説明図である。

Ａ．実施形態：
Ａ−１．静電チャック１００の構成：
図１は、本実施形態における静電チャック１００の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本実施形態における静電チャック１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図であり、図３は、本実施形態における静電チャック１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。図２には、図３のＩＩ−ＩＩの位置における静電チャック１００のＸＺ断面構成が示されており、図３には、図２のＩＩＩ−ＩＩＩの位置における静電チャック１００のＸＹ断面構成が示されている。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、静電チャック１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。

静電チャック１００は、対象物（例えばウェハＷ）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ウェハＷを固定するために使用される。静電チャック１００は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向（Ｚ軸方向））に並べて配置されたセラミックス板１０およびベース板２０を備える。セラミックス板１０とベース板２０とは、セラミックス板１０の下面（以下、「セラミックス側接着面Ｓ２」という）とベース板２０の上面（以下、「ベース側接着面Ｓ３」という）とが上記配列方向に対向するように配置されている。静電チャック１００は、さらに、セラミックス板１０のセラミックス側接着面Ｓ２とベース板２０のベース側接着面Ｓ３との間に配置された接着層３０を備える。セラミックス板１０のセラミックス側接着面Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の表面に相当し、ベース板２０のベース側接着面Ｓ３は、特許請求の範囲における第３の表面に相当する。

セラミックス板１０は、例えば円形平面の板状部材であり、セラミックス（例えば、アルミナや窒化アルミニウム等）により形成されている。セラミックス板１０の直径は例えば２００ｍｍ〜５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度）であり、セラミックス板１０の厚さは例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。

セラミックス板１０の内部には、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成された一対の内部電極４０が設けられている。一対の内部電極４０に電源（図示せず）から電圧が印加されると、静電引力が発生し、この静電引力によってウェハＷがセラミックス板１０の上面（以下、「吸着面Ｓ１」という）に吸着固定される。セラミックス板１０の吸着面Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当する。

また、セラミックス板１０の内部には、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成された抵抗発熱体で構成されたヒータ５０が設けられている。ヒータ５０に電源（図示せず）から電圧が印加されると、ヒータ５０が発熱することによってセラミックス板１０が温められ、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷが温められる。これにより、ウェハＷの温度制御が実現される。なお、図３に示すように、ヒータ５０は、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１をできるだけ満遍なく温めるため、Ｚ軸方向視で略同心円状に配置されている。

ベース板２０は、例えばセラミックス板１０と同径の、または、セラミックス板１０より径が大きい円形平面の板状部材であり、金属（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等）により形成されている。ベース板２０の直径は例えば２２０ｍｍ〜５５０ｍｍ程度（通常、２２０ｍｍ〜３５０ｍｍ）であり、ベース板２０の厚さは例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。

ベース板２０の内部には冷媒流路２１が形成されている。冷媒流路２１に冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）が流されると、ベース板２０が冷却され、接着層３０を介したベース板２０からセラミックス板１０への伝熱によりセラミックス板１０が冷却され、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷが冷却される。これにより、ウェハＷの温度制御が実現される。

接着層３０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接着剤を含んでおり、セラミックス板１０とベース板２０とを接着している。接着層３０の厚さは例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。

図２に示すように、セラミックス板１０とベース板２０との間における接着層３０の外周側の位置には、高熱伝導率部材６１と低熱伝導率部材６２とが配置されている。また、図２には示されていないが、セラミックス板１０とベース板２０との間における接着層３０の外周側の位置には、同等熱伝導率部材６０も配置されている。図３には、Ｚ軸方向視での高熱伝導率部材６１、低熱伝導率部材６２、および、同等熱伝導率部材６０の配置を破線で示している。図２および図３に示すように、接着層３０におけるベース板２０に近い側の部分（後述する第１のシート状接着剤Ａｓ１により形成された部分）は、接着層３０の厚さ方向視で、外周部に複数の凹部（切り欠き）Ｐｃが形成された形状となっている。高熱伝導率部材６１、低熱伝導率部材６２、および、同等熱伝導率部材６０は、互いに異なる凹部Ｐｃ内に配置されている。なお、各凹部Ｐｃの上下方向に直交する断面の形状は、任意の形状であってよく、例えば略半円形や略半楕円形、略矩形や多角形等であってよい。

高熱伝導率部材６１は、比較的高い熱伝導率を有する材料（例えば、アルミニウムやチタン等）を含むように形成されており、その結果、高熱伝導率部材６１の熱伝導率は接着層３０の熱伝導率より高い。また、高熱伝導率部材６１は、接着層３０の厚さ方向視で、ヒータ５０と重なり、かつ、冷媒流路２１と重ならない位置に配置されている。高熱伝導率部材６１が配置された箇所では、接着層３０が配置された箇所と比較して、ベース板２０とセラミックス板１０との間の伝熱性が高くなり、ベース板２０の内部に形成された冷媒流路２１に供給される冷媒によるセラミックス板１０の冷却効果が高められる。高熱伝導率部材６１は、特許請求の範囲における第１の部材に相当する。

低熱伝導率部材６２は、比較的低い熱伝導率を有する材料（例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）のような樹脂材料等）を含むように形成されており、その結果、低熱伝導率部材６２の熱伝導率は接着層３０の熱伝導率より低い。また、低熱伝導率部材６２は、接着層３０の厚さ方向視で、冷媒流路２１と重なり、かつ、ヒータ５０と重ならない位置に配置されている。低熱伝導率部材６２が配置された箇所では、接着層３０が配置された箇所と比較して、ベース板２０とセラミックス板１０との間の伝熱性が低くなり、ベース板２０の内部に形成された冷媒流路２１に供給される冷媒によるセラミックス板１０の冷却効果が抑制される。低熱伝導率部材６２は、特許請求の範囲における第２の部材に相当する。

同等熱伝導率部材６０は、接着層３０の熱伝導率と同等の熱伝導率を有する材料（例えば、石英ガラス等）を含むように形成されており、その結果、同等熱伝導率部材６０の熱伝導率は接着層３０の熱伝導率と同等である。また、同等熱伝導率部材６０は、接着層３０の厚さ方向視で、冷媒流路２１と重ならず、かつ、ヒータ５０と重ならない位置に配置されている。同等熱伝導率部材６０が配置された箇所では、ベース板２０とセラミックス板１０との間の伝熱性が、接着層３０が配置された箇所と同等となる。

また、静電チャック１００は、図２に示すように、接着層３０と、上述した高熱伝導率部材６１、低熱伝導率部材６２、および、同等熱伝導率部材６０とをまとめて囲む環状の保護部材６４を備える。保護部材６４は、例えば、ゴムで形成されたＯリングである。保護部材６４は、接着層３０をプラズマから保護すると共に、高熱伝導率部材６１、低熱伝導率部材６２、および、同等熱伝導率部材６０の脱落を防止する。

Ａ−２．静電チャック１００の製造方法：
図４は、本実施形態における静電チャック１００の製造方法を示すフローチャートである。また、図５は、本実施形態における静電チャック１００の製造方法を概略的に示す説明図である。なお、図５では、説明の便宜上、凹部Ｐｃや高熱伝導率部材６１、低熱伝導率部材６２等の数や配置等を図２および図３とは異なる形態としている箇所がある。

はじめに、セラミックス板１０とベース板２０とを準備する（Ｓ１１０）。なお、セラミックス板１０およびベース板２０は、公知の製造方法によって製造可能であるため、ここでは製造方法の説明を省略する。

次に、接着層３０の形成材料としての略円板状の第１のシート状接着剤Ａｓ１を用意し、第１のシート状接着剤Ａｓ１の外周部の複数箇所を切り欠くことによって、複数の凹部Ｐｃを形成する（Ｓ１２０、図５参照）。凹部Ｐｃは、第１のシート状接着剤Ａｓ１を厚さ方向（上下方向）に貫通する孔である。

なお、第１のシート状接着剤Ａｓ１は、接着成分（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）と粉末成分（例えばアルミナやシリカ、炭化ケイ素、窒化ケイ素等）とを混合して作製したペーストを、例えば離型シート上に膜状に塗布した後、硬化処理によって半硬化させてゲル状としたものである。ペーストは、カップリング剤等の添加剤を含んでいてもよい。第１のシート状接着剤Ａｓ１は、粘度が比較的高いため、ある程度の厚さを確保したり、厚さを均一にしたり、凹部Ｐｃを形成したりすることが容易である。なお、硬化処理の内容は、使用する接着剤の種類に応じて異なり、熱硬化型の接着剤であれば硬化処理として熱を付与する処理が行われ、水分硬化型の接着剤であれば硬化処理として加湿などの方法により水分を付与する処理が行われる。

次に、接着層３０の形成材料としての略円板状の第２のシート状接着剤Ａｓ２を用意し、セラミックス板１０のセラミックス側接着面Ｓ２とベース板２０のベース側接着面Ｓ３とを、第２のシート状接着剤Ａｓ２、および、上述した第１のシート状接着剤Ａｓ１を介して貼り合わせた状態で、第１のシート状接着剤Ａｓ１および第２のシート状接着剤Ａｓ２を硬化させる硬化処理を行うことにより、接着層３０を形成する（Ｓ１３０）。なお、第２のシート状接着剤Ａｓ２は、上述した第１のシート状接着剤Ａｓ１と同様の構成であるが、凹部の形成は行われていない。また、第２のシート状接着剤Ａｓ２は、第１のシート状接着剤Ａｓ１よりセラミックス板１０側に配置される。また、硬化処理としては、上述したように、使用する接着剤の種類に応じた処理（熱を付与する処理や水分を付与する処理）が行われる。また、Ｓ１３０の工程の内の少なくともセラミックス板１０とベース板２０とを貼り合わせる作業は、真空状態の密閉容器内にセラミックス板１０およびベース板２０を収容した状態で実行されると、接着層３０内に気泡が生じにくいという点で好ましい。

Ｓ１３０までの処理により、セラミックス板１０とベース板２０とが接着層３０により接合された接合体が形成される。この接合体において、接着層３０におけるベース板２０に近い側の部分（第１のシート状接着剤Ａｓ１により形成された部分）は、接着層３０の厚さ方向視で、外周部に複数の凹部Ｐｃが形成された形状となっている。上述したように、第２のシート状接着剤Ａｓ２には凹部が形成されないので、各凹部Ｐｃ内の空間は、ベース板２０のベース側接着面Ｓ３に面するが、セラミックス板１０のセラミックス側接着面Ｓ２には面しないものとなる。

次に、セラミックス板１０とベース板２０とが接合された接合体において、セラミックス板１０の内部に形成されたヒータ５０をオン状態にすると共に冷媒流路２１に冷媒を供給した状態で、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１の各位置における温度を測定し、温度測定結果に基づき、吸着面Ｓ１における低温領域ＣＡと高温領域ＨＡとを特定する（Ｓ１４０、図５参照）。ここで、吸着面Ｓ１における低温領域ＣＡは、接着層３０の厚さ方向視で凹部Ｐｃと重なる部分（以下、「凹部重複部」という）を含む領域であって、吸着面Ｓ１における他の領域より低温となる傾向にある領域である。また、高温領域ＨＡは、凹部重複部を含む領域であって、吸着面Ｓ１における他の領域より高温となる傾向にある領域である。

セラミックス板１０とベース板２０とが接合された接合体において、凹部Ｐｃ内は空間となっているため、吸着面Ｓ１における凹部重複部は、吸着面Ｓ１における他の部分と比較して、ベース板２０からセラミックス板１０への伝熱性が低くなり、その分だけ他の部分より温度が高くなるはずである。すなわち、吸着面Ｓ１における凹部重複部の温度Ｔ１は、他の部分の温度Ｔ０よりある温度差（以下、「予測温度差ΔＴｐ」という）だけ高い温度になることが予測される。上記低温領域ＣＡは、実際の温度が上記予測よりも低温となっている凹部重複部を含む領域である。すなわち、低温領域ＣＡは、凹部重複部の温度Ｔ１の測定値と他の部分の温度Ｔ０の測定値との差（以下、「測定温度差ΔＴｍ」という）が、予測温度差ΔＴｐより所定値以上小さい凹部重複部を含む領域である。また、上記高温領域ＨＡは、実際の温度が上記予測よりも高温となっている凹部重複部を含む領域である。すなわち、高温領域ＨＡは、測定温度差ΔＴｍが予測温度差ΔＴｐより所定値以上大きい凹部重複部を含む領域である。

なお、低温領域ＣＡおよび高温領域ＨＡは、製品設計上、発生し得る。例えば、接着層３０の厚さ方向視で、セラミックス板１０の内部に形成されたヒータ５０と重ならない領域（すなわち、ヒータ５０の直上の領域以外の領域）は、低温領域ＣＡとなり得る。また、接着層３０の厚さ方向視で、冷媒流路２１と重なる領域（すなわち、冷媒流路２１の直上の領域）も、低温領域ＣＡとなり得る。また、反対に、例えば、接着層３０の厚さ方向視で、セラミックス板１０の内部に形成されたヒータ５０と重なる領域（すなわち、ヒータ５０の直上の領域）は、高温領域ＨＡとなり得る。また、接着層３０の厚さ方向視で冷媒流路２１と重ならない領域（すなわち、冷媒流路２１の直上の領域以外の領域）も、高温領域ＨＡとなり得る。また、低温領域ＣＡおよび高温領域ＨＡは、製造工程上、セラミックス板１０やベース板２０、接着層３０等の製品ばらつき等によっても発生し得る。

次に、セラミックス板１０とベース板２０とが接合された接合体の外周部に形成された複数の凹部Ｐｃの内、接着層３０の厚さ方向視で低温領域ＣＡと重なる凹部Ｐｃ内に低熱伝導率部材６２を挿入し、高温領域ＨＡと重なる凹部Ｐｃ内に高熱伝導率部材６１を挿入し、それ以外の凹部Ｐｃ内に同等熱伝導率部材６０を挿入する（Ｓ１５０、図５参照）。

最後に、接着層３０と、高熱伝導率部材６１、低熱伝導率部材６２、および、同等熱伝導率部材６０とをまとめて囲む環状の保護部材６４を設置する（Ｓ１６０）。以上の工程により、上述した構成の静電チャック１００の製造が完了する。

Ａ−３．実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の静電チャック１００は、セラミックス板１０とベース板２０との間における接着層３０の外周側の位置に、高熱伝導率部材６１および低熱伝導率部材６２が配置される。高熱伝導率部材６１の熱伝導率は接着層３０の熱伝導率より高く、低熱伝導率部材６２の熱伝導率は接着層３０の熱伝導率より低い。すなわち、本実施形態の静電チャック１００では、セラミックス板１０とベース板２０との間に、接着層３０、高熱伝導率部材６１、低熱伝導率部材６２という、熱伝導率の互いに異なる少なくとも３つの部材が配置される。高熱伝導率部材６１が配置された箇所では、接着層３０が配置された箇所と比較して、ベース板２０とセラミックス板１０との間の伝熱性が高くなり、ベース板２０の内部に形成された冷媒流路２１に供給される冷媒によるセラミックス板１０の冷却効果が高められる。反対に、低熱伝導率部材６２が配置された箇所では、接着層３０が配置された箇所と比較して、ベース板２０とセラミックス板１０との間の伝熱性が低くなり、ベース板２０の内部に形成された冷媒流路２１に供給される冷媒によるセラミックス板１０の冷却効果が抑制される。そのため、セラミックス板１０とベース板２０との間における接着層３０の外周側の適切な位置に高熱伝導率部材６１および低熱伝導率部材６２を配置することにより、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を向上させることができる。

なお、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１において、接着層３０の厚さ方向視でヒータ５０と重なる位置は、他の位置より温度が高くなる傾向にある。本実施形態の静電チャック１００では、高熱伝導率部材６１が、接着層３０の厚さ方向視でヒータ５０と重なる位置に配置されるため、当該位置において冷媒によるセラミックス板１０の冷却効果が高められ、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を向上させることができる。

また、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１において、接着層３０の厚さ方向視で冷媒流路２１と重なる位置は、他の位置より温度が低くなる傾向にある。本実施形態の静電チャック１００では、低熱伝導率部材６２が、接着層３０の厚さ方向視で冷媒流路２１と重なる位置に配置されるため、当該位置において冷媒によるセラミックス板１０の冷却効果が抑制され、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を向上させることができる。

また、本実施形態の静電チャック１００では、接着層３０におけるベース板２０に近い側の部分（第１のシート状接着剤Ａｓ１により形成された部分）は、接着層３０の厚さ方向視で、外周部に複数の凹部Ｐｃが形成された形状となっており、高熱伝導率部材６１および低熱伝導率部材６２は、互いに異なる凹部Ｐｃ内に配置されている。そのため、本実施形態の静電チャック１００によれば、接着層３０による接着面積をある程度確保しつつ、高熱伝導率部材６１および低熱伝導率部材６２を配置することによってセラミックス板１０の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を向上させることができる。

また、本実施形態の静電チャック１００は、接着層３０と高熱伝導率部材６１と低熱伝導率部材６２とをまとめて囲む環状の保護部材６４を備える。そのため、本実施形態の静電チャック１００によれば、高熱伝導率部材６１および低熱伝導率部材６２を配置することによってセラミックス板１０の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を向上させつつ、高熱伝導率部材６１および低熱伝導率部材６２の脱落を防止することができる。

なお、高熱伝導率部材６１および低熱伝導率部材６２の数、形状、配置、熱伝導率等を適切に設定することにより、ヒータ５０による加熱と冷媒流路２１への冷媒の供給との実行中に、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１の各位置における温度差を３℃以内とすることができる。セラミックス板１０の吸着面Ｓ１の各位置における温度差を３℃以内とすることにより、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を十分に向上させることができるため、好ましい。

また、本実施形態の静電チャック１００の製造方法では、セラミックス板１０とベース板２０との間に配置された接着剤Ａｓ１，Ａｓ２を硬化させることによって接着層３０が形成された後、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１の各位置における温度が特定され、セラミックス板１０とベース板２０との間における接着層３０の外周側の位置に、特定された温度に基づき選択された各部材（高熱伝導率部材６１や低熱伝導率部材６２）が配置される。すなわち、この製造方法では、セラミックス板１０とベース板２０とが接着層３０により接合された接合体という、完成品の静電チャック１００にごく近い状態の接合体を対象として、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１の各位置における温度特定を行うことができるため、セラミックス板１０とベース板２０との間における接着層３０の外周側の位置に、適切な熱伝導率を有する部材を選択して配置することができる。従って、この製造方法によれば、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を向上させた静電チャック１００を製造することができる。

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態における静電チャック１００の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態において、接着層３０に形成される凹部Ｐｃの数や位置、形状等は任意に設定することができる。また、上記実施形態では、凹部Ｐｃは、接着層３０におけるベース板２０に近い側の部分（第１のシート状接着剤Ａｓ１により形成される部分）に形成されているが、接着層３０におけるセラミックス板１０に近い側の部分（第２のシート状接着剤Ａｓ２により形成される部分）に形成されるとしてもよい。この構成は、例えば静電チャック１００の製造工程（図５）において、第１のシート状接着剤Ａｓ１ではなく第２のシート状接着剤Ａｓ２に凹部Ｐｃを形成することにより実現可能である。また、凹部Ｐｃが、接着層３０の厚さ方向の全体にわたって形成されるとしてもよい。この構成は、例えば静電チャック１００の製造工程において、第１のシート状接着剤Ａｓ１と第２のシート状接着剤Ａｓ２との両方において、互いに同一の位置（積層時に上下方向に重なる位置）に凹部Ｐｃを形成することにより実現可能である。また、凹部Ｐｃが、凹部Ｐｃが、接着層３０の厚さ方向の両端以外の位置に形成されるとしてもよい。この構成は、例えば静電チャック１００の製造工程において、第１のシート状接着剤Ａｓ１の下側（ベース板２０側）に、凹部Ｐｃを有さない第３のシート状接着剤をさらに配置することにより実現可能である。

また、静電チャック１００に、少なくとも１つの凹部Ｐｃ（以下、「第１の凹部Ｐｃ１」という）と、接着層３０の厚さ方向における位置が第１の凹部Ｐｃ１とは異なる少なくとも１つの凹部（以下、「第２の凹部Ｐｃ２」という）とが形成されているとしてもよい。この構成は、例えば静電チャック１００の製造工程（図５）において、第１のシート状接着剤Ａｓ１と第２のシート状接着剤Ａｓ２との両方において、それぞれ互いに異なる位置（積層時に上下方向に重ならない位置）に凹部Ｐｃを形成することにより実現可能である。この構成によれば、凹部Ｐｃの配置の自由度を増やすことができるために、高熱伝導率部材６１、低熱伝導率部材６２、同等熱伝導率部材６０等の部材を配置することによる冷却効果の調整をきめ細かく行うことができ、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を効果的に向上させることができる。

また、例えば静電チャック１００の製造工程（図５）において、第１のシート状接着剤Ａｓ１の径を第２のシート状接着剤Ａｓ２の径より小さくすることにより、セラミックス板１０とベース板２０とが接着層３０により接合された接合体において、接着層３０における第１のシート状接着剤Ａｓ１により形成された部分の全周に空間を確保し、該空間に高熱伝導率部材６１、低熱伝導率部材６２、同等熱伝導率部材６０等の部材を配置するものとしてもよい。

また、上記実施形態では、静電チャック１００が、１つの高熱伝導率部材６１と１つの低熱伝導率部材６２とを備えるとしているが、静電チャック１００が備える高熱伝導率部材６１および低熱伝導率部材６２の数は任意の数であってよい。

また、上記実施形態では、高熱伝導率部材６１が、接着層３０の厚さ方向視で、ヒータ５０と重なり、かつ、冷媒流路２１と重ならない位置に配置されているが、高熱伝導率部材６１の配置はこれに限られない。例えば、高熱伝導率部材６１が、ヒータ５０と重なり、かつ、冷媒流路２１と重ならない位置以外であっても、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１において比較的高温となる傾向にある領域（高温領域ＨＡ）と上下方向に重なる位置に配置されれば、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を向上させることができる。

また、上記実施形態では、低熱伝導率部材６２が、接着層３０の厚さ方向視で、ヒータ５０と重ならず、かつ、冷媒流路２１と重なる位置に配置されているが、低熱伝導率部材６２の配置はこれに限られない。例えば、低熱伝導率部材６２が、ヒータ５０と重ならず、かつ、冷媒流路２１と重なる位置以外であっても、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１において比較的低温となる傾向にある領域（低温領域ＣＡ）と上下方向に重なる位置に配置されれば、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を向上させることができる。

また、上記実施形態では、静電チャック１００が、セラミックス板１０とベース板２０との間における接着層３０の外周側の位置に、接着層３０の熱伝導率より高い熱伝導率を有する高熱伝導率部材６１と、接着層３０の熱伝導率より低い熱伝導率を有する低熱伝導率部材６２とを備えるとしているが、高熱伝導率部材６１の代わりに、あるいは、高熱伝導率部材６１および低熱伝導率部材６２と共に、低熱伝導率部材６２の熱伝導率よりさらに低い熱伝導率を有する部材を備えるとしてもよいし、低熱伝導率部材６２の代わりに、あるいは、高熱伝導率部材６１および低熱伝導率部材６２と共に、高熱伝導率部材６１の熱伝導率よりさらに高い熱伝導率を有する部材を備えるとしてもよい。また、上記実施形態では、静電チャック１００が同等熱伝導率部材６０を備えるとしているが、静電チャック１００が同等熱伝導率部材６０を備えないとしてもよい。

また、上記実施形態における各部材を形成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。例えば、高熱伝導率部材６１や低熱伝導率部材６２、同等熱伝導率部材６０の形成材料は、上記実施形態において例示した材料以外の材料であってもよい。なお、これらの部材の形成材料は、耐プラズマ性および耐熱性に選れると共に、コンタミネーションを起こしにくい材料であることが好ましい。また、上記実施形態では、保護部材６４は、例えばゴムで形成されたＯリングであるとしているが、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂を塗り固めて形成したものであってもよい。

また、上記実施形態では、ヒータ５０がセラミックス板１０の内部に配置されるとしているが、ヒータ５０が、セラミックス板１０の内部ではなく、セラミックス板１０のベース板２０側（セラミックス板１０と接着層３０との間）に配置されるとしてもよい。この場合には、接着層３０は、セラミックス板１０とヒータ５０との少なくとも一方と、ベース板２０とを接着することになる。

また、上記実施形態では、冷媒流路２１がベース板２０の内部に形成されるとしているが、冷媒流路２１が、ベース板２０の内部ではなく、ベース板２０の表面（例えばベース板２０と接着層３０との間）に形成されるとしてもよい。また、上記実施形態では、セラミックス板１０の内部に一対の内部電極４０が設けられた双極方式が採用されているが、セラミックス板１０の内部に１つの内部電極４０が設けられた単極方式が採用されてもよい。

また、上記実施形態における静電チャック１００の製造方法はあくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１における低温領域ＣＡと高温領域ＨＡとが特定されるとしているが、それらの内の一方のみ（例えば、低温領域ＣＡのみ）が特定されるとしてもよい。

また、上記実施形態において、セラミックス板１０とベース板２０とが接着層３０によって接合された接合体の外周部に形成された凹部Ｐｃ内が、高熱伝導率部材６１等の部材によって完全に充填される必要は無く、凹部Ｐｃ内の一部に空間が残るとしてもよい。また、複数の凹部Ｐｃの内、低温領域ＣＡに対応する少なくとも１つの凹部Ｐｃについて、凹部Ｐｃ内に何も挿入されずに空間のままとされてもよい。

また、上記実施形態では、接着層３０は２枚のシート状接着剤Ａｓにより形成されるとしているが、接着層３０は、３枚以上のシート状接着剤Ａｓにより形成されるとしてもよいし、ペースト状接着剤Ａｐにより形成されるとしてもよい。なお、ペースト状接着剤Ａｐは、接着成分（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）と粉末成分（例えばアルミナやシリカ、炭化ケイ素、窒化ケイ素等）とを混合して作製したペースト状の接着剤である。ペースト状接着剤は、カップリング剤等の添加剤を含んでいてもよい。

本発明は、静電引力を利用してウェハＷを保持する静電チャック１００に限らず、セラミックス板とベース板とを備え、セラミックス板の表面上に対象物を保持する他の保持装置（例えば、真空チャック等）にも適用可能である。

１０：セラミックス板２０：ベース板２１：冷媒流路３０：接着層４０：内部電極５０：ヒータ６０：同等熱伝導率部材６１：高熱伝導率部材６２：低熱伝導率部材６４：保護部材１００：静電チャック

Claims

第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状のセラミックス板と、
第３の表面を有する板状であり、前記第３の表面が前記セラミックス板の前記第２の表面に対向するように配置され、冷媒流路が形成されたベース板と、
前記セラミックス板の内部、または、前記セラミックス板の前記ベース板側に配置されたヒータと、
前記セラミックス板と前記ベース板との間に配置され、前記セラミックス板と前記ヒータとの少なくとも一方と前記ベース板とを接着する接着層と、
を備え、前記セラミックス板の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、さらに、
前記セラミックス板と前記ベース板との間における前記接着層の外周側の位置に配置され、前記接着層とは熱伝導率の異なる第１の部材と、
前記セラミックス板と前記ベース板との間における前記接着層の外周側の位置に配置され、前記接着層および前記第１の部材とは熱伝導率の異なる第２の部材と、
を備えることを特徴とする、保持装置。
請求項１に記載の保持装置において、
前記第１の部材の熱伝導率は、前記接着層の熱伝導率より高く、
前記第１の部材は、前記接着層の厚さ方向視で、前記ヒータと重なる位置に配置されていることを特徴とする、保持装置。
請求項１または請求項２に記載の保持装置において、
前記第２の部材の熱伝導率は、前記接着層の熱伝導率より低く、
前記第２の部材は、前記接着層の厚さ方向視で、前記冷媒流路と重なる位置に配置されていることを特徴とする、保持装置。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記接着層は、前記接着層の厚さ方向視で、外周部に複数の凹部が形成された形状であり、
前記第１の部材および前記第２の部材は、互いに異なる前記凹部内に配置されていることを特徴とする、保持装置。
請求項４に記載の保持装置において、
前記複数の凹部は、少なくとも１つの第１の凹部と、前記接着層の厚さ方向における位置が前記第１の凹部とは異なる少なくとも１つの第２の凹部と、を含むことを特徴とする、保持装置。
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の保持装置において、さらに、
前記接着層と前記第１の部材と前記第２の部材とをまとめて囲む環状の保護部材を備えることを特徴とする、保持装置。
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記ヒータによる加熱と前記冷媒流路への冷媒の供給との実行中に、前記セラミックス板の前記第１の表面の各位置における温度差が３℃以内であることを特徴とする、保持装置。
第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状のセラミックス板と、第３の表面を有する板状であり、前記第３の表面が前記セラミックス板の前記第２の表面に対向するように配置され、冷媒流路が形成されたベース板と、前記セラミックス板の内部、または、前記セラミックス板の前記ベース板側に配置されたヒータと、前記セラミックス板と前記ベース板との間に配置され、前記セラミックス板と前記ヒータとの少なくとも一方と前記ベース板とを接着する接着層と、を備え、前記セラミックス板の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置の製造方法において、
前記セラミックス板と前記ベース板とを準備する工程と、
前記セラミックス板と前記ベース板との間に接着剤を配置し、前記接着剤を硬化させることにより前記接着層を形成する工程と、
前記接着層の形成後に、前記セラミックス板の前記第１の表面の各位置における温度を特定する工程と、
前記セラミックス板と前記ベース板との間における前記接着層の外周側の位置に、前記特定された温度に基づき選択され、前記接着層とは熱伝導率の異なる第１の部材を配置する工程と、
前記セラミックス板と前記ベース板との間における前記接着層の外周側の位置に、前記特定された温度に基づき選択され、前記接着層および前記第１の部材とは熱伝導率の異なる第２の部材を配置する工程と、
を備えることを特徴とする、保持装置の製造方法。