JP6703647B2 - 保持装置の製造方法、および、保持装置 - Google Patents

保持装置の製造方法、および、保持装置 Download PDF

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Description

本明細書に開示される技術は、保持装置の製造方法に関する。
保持装置として、例えば、ウェハを静電引力により吸着して保持する静電チャックが知られている。静電チャックは、セラミックス部材と、ベース部材と、セラミックス部材とベース部材とを接合する接合部と、セラミックス部材の内部に設けられたチャック電極とを備えており、チャック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、セラミックス部材の表面（以下、「吸着面」という）にウェハを吸着して保持する。
静電チャックの吸着面に保持されたウェハの温度が所望の温度にならないと、ウェハに対する各処理（成膜、エッチング等）の精度が低下するおそれがあるため、静電チャックにはウェハの温度分布を制御する性能が求められる。
従来から、セラミックス部材の吸着面とは反対側の表面のうち、吸着面の温度分布に応じた位置に、熱伝導率が接合部の熱伝導率とは異なる調整用樹脂が埋設された静電チャックが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２０１６−１７５７号公報 特開２０１３−２４７３４２号公報
セラミックス部材とベース部材とが接合部を介して接合された静電チャックの製造方法では、意図せずに、セラミックス部材やベース部材の熱伝導率や熱容量が部材内部で変わる場合、セラミックス部材の内部に設けられたヒータ電極に発熱分布ができる場合、ベース部材の冷媒流路に流れる冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）の流量が不均一になる場合、セラミックス部材がベース部材に対して傾斜する場合などの製造ばらつきによってセラミックス部材の吸着面の温度分布が所望の分布からずれることがある。このように意図しない製造ラインや製造装置等ごとの特性があるため、上述した従来の静電チャックの製造方法のように、調整用樹脂を接合部に埋設しても、吸着面の部分的な温度分布のずれを抑制できるだけであり、吸着面の全体的な温度分布のずれを十分に抑制できないおそれがある。
なお、このような課題は、静電チャックの製造方法に限らず、セラミックス部材とベース部材とが接合された保持装置（例えば、加熱装置、真空チャックなど）の製造方法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、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、を有するセラミックス部材と、第３の表面と、前記第３の表面とは反対側の第４の表面と、を有し、前記第３の表面が前記セラミックス部材の前記第１の表面側に位置するように配置されたベース部材と、前記セラミックス部材の前記第１の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に配置され、前記セラミックス部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、を備え、前記セラミックス部材の前記第２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、前記第２の表面を形成する前の前記セラミックス部材であって、前記第１の表面と、前記第１の表面とは反対側に配置され、かつ、前記第１の表面に略平行な第５の表面と、を有する加工前セラミックス部材と、前記ベース部材と、前記加工前セラミックス部材の前記第１の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に配置され、前記加工前セラミックス部材と前記ベース部材とを接合する前記接合部と、を備える第１の接合体であって、前記第１の表面と前記第３の表面とが前記接合部を介して対向する第１の方向において、前記接合部の厚さが、前記接合部における前記第１の方向に略垂直な第２の方向の一端側から他端側に向かって厚くなっている第１の接合体を準備する工程と、前記第１の接合体における前記加工前セラミックス部材の前記第５の表面を加工する工程と、を含む。セラミックス部材とベース部材とが接合部を介して接合された保持装置の製造方法では、意図しない製造ラインや製造装置等ごとの特性によってセラミックス部材の第２の表面の温度分布が所望の分布からずれることがある。これに対して、本保持装置の製造方法では、加工前セラミックス部材の第１の表面がベース部材の第３の表面に対して傾斜するように加工前セラミックス部材とベース部材とが接合部を介して接合された第１の接合体を意図的に準備する。これにより、意図しない製造ラインや製造装置等ごとの特性に起因して第２の表面の全体的な温度分布が所望の分布からずれることを抑制することができる。
（２）上記保持装置の製造方法において、前記加工前セラミックス部材の前記第１の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との少なくとも一方に対して、接合剤を、前記第１の方向の厚さが前記第２の方向の前記一端側から前記他端側に向かって厚くなるように塗布し、その後に、前記加工前セラミックス部材の前記第１の表面と前記ベース部材の前記第３の表面とを前記接合剤を介して対向配置し、前記接合剤を硬化させて前記接合部を形成することにより、前記第１の接合体を準備するとしてもよい。本保持装置の製造方法では、予め接合剤の厚さが一端側から他端側に向かって厚くなるように接合剤が加工前セラミックス部材の第１の表面またはベース部材の第３の表面に塗布される。これにより、本保持装置の製造方法によれば、ベース部材に対する加工前セラミックス部材の傾斜方向を所望の方向に調整することができる。
（３）上記保持装置の製造方法において、接合部の、硬化前と硬化過程と硬化後との少なくともいずれか１つに対して、前記第２の方向の前記一端側に前記他端側より大きい荷重を加えることにより、前記第１の接合体を準備するとしてもよい。本保持装置の製造方法によれば、ベース部材に対するセラミックス部材の傾斜方向を所望の方向に調整しつつ、ベース部材に対するセラミックス部材を傾斜させた状態で両者を確実に接合することができる。
（４）上記保持装置の製造方法において、前記加工前セラミックス部材の前記第１の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に接合剤を配置し、接合部の、硬化前と硬化過程と硬化後との少なくともいずれか１つに対して、前記第２の方向の前記一端側に前記他端側より大きい荷重を加えることにより、前記第１の接合体を準備するとしてもよい。本保持装置の製造方法によれば、ベース部材に対するセラミックス部材を傾斜させた状態で両者を確実に接合することができる。
（５）上記保持装置の製造方法において、前記加工前セラミックス部材と前記ベース部材とが仮接合部を介して接合された第２の接合体における前記加工前セラミックス部材の前記第５の表面の温度分布を測定する工程と、前記第２の接合体における前記加工前セラミックス部材と前記ベース部材とを離脱させ、その後、前記加工前セラミックス部材の前記第１の表面が、前記ベース部材の前記第３の表面に対して、前記温度分布の測定結果に応じた方向に傾斜するように、前記加工前セラミックス部材と前記ベース部材とを接合剤を介して接合することにより、前記第１の接合体を準備するとしてもよい。本保持装置の製造方法によれば、加工前セラミックス部材とベース部材とが仮接合部を介して接合された第２の接合体の温度分布の測定結果に応じた方向に加工前セラミックス部材をベース部材に対して傾斜させることにより、セラミックス部材の第２の表面の温度分布の制御性（例えば均熱性）を向上させることができる。
（６）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、を有するセラミックス部材と、第３の表面と前記第３の表面とは反対側の第４の表面と、を有し、前記第３の表面が前記セラミックス部材の前記第１の表面側に位置するように配置されたベース部材と、前記セラミックス部材の前記第１の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に配置され、前記セラミックス部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、を備え、前記セラミックス部材の前記第２の表面上に対象物を保持する保持装置において、前記セラミックス部材に設けられ、仮想平面上に配置された導電体を備え、前記接合部は、前記接合部の全体にわたって、前記第１の表面と前記第３の表面とが前記接合部を介して対向する第１の方向の厚さが、前記第１の方向に略垂直な第２の方向の一端側から他端側に向かって厚くなっており、かつ、前記第２の表面と前記導電体が配置された前記仮想平面との距離は、前記導電体の前記第２の方向の前記一端側から前記他端側に向かって短くなっている。本保持装置によれば、接合部は熱伝導率が低いため、セラミックス部材の第２の表面のうち、接合部の厚さが相対的に厚い部分に対応する部分の温度を高くすることができる。また、接合部の厚さが相対的に厚い部分に対応する部分は、セラミックス部材の第２の表面と導電体との距離が相対的に短いため、より効果的に温度を高くすることができる。
（７）上記保持装置の製造方法において、前記導電体は、ヒータ電極である構成としてもよい。
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、静電チャック、ＣＶＤヒータ等の加熱装置、真空チャック、その他のセラミックス部材とベース部材とが接合された保持装置、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の製造方法を示すフローチャートである。 第２の接合体１００Ｐと第１の接合体１００Ｑとにおける温度分布とＸＺ断面構成とを示す説明図である。 静電チャック１００の製造方法における第１の接合体１００Ｑの形成工程（第１の形成方法）を模式的に示す説明図である。 静電チャック１００の製造方法における第１の接合体１００Ｑの形成工程（第２の形成方法）を模式的に示す説明図である。 第１の形成方法の変形例の工程を模式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部材１０およびベース部材２０を備える。セラミックス部材１０とベース部材２０とは、セラミックス部材１０の下面（以下、「セラミックス側接合面Ｓ２」という）とベース部材２０の上面（以下、「ベース側接合面Ｓ３」という）とが、後述する接合部３０を挟んで上記配列方向に対向するように配置されている。すなわち、ベース部材２０は、ベース部材２０のベース側接合面Ｓ３が、セラミックス部材１０のセラミックス側接合面Ｓ２側に位置するように配置される。静電チャック１００は、さらに、セラミックス部材１０のセラミックス側接合面Ｓ２とベース部材２０のベース側接合面Ｓ３との間に配置された接合部３０を備える。上下方向（Ｚ軸方向）は、特許請求の範囲における第１の方向に相当し、セラミックス側接合面Ｓ２は、特許請求の範囲における第１の表面に相当し、ベース側接合面Ｓ３は、特許請求の範囲における第３の表面に相当する。
セラミックス部材１０は、例えば円形平面の板状部材であり、セラミックスにより形成されている。セラミックス部材１０の直径は、例えば５０ｍｍ〜５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度）であり、セラミックス部材１０の厚さは、例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。
セラミックス部材１０の形成材料としては、種々のセラミックスが用いられ得るが、強度や耐摩耗性、耐プラズマ性等の観点から、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ２Ｏ３）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とするセラミックスが用いられることが好ましい。なお、ここでいう主成分とは、含有割合（重量割合）の最も多い成分を意味する。
セラミックス部材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がセラミックス部材１０の上面（以下、「吸着面Ｓ１」という）に吸着固定される。吸着面Ｓ１は、特許請求の範囲における第２の表面に相当する。
また、セラミックス部材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）を含む抵抗発熱体により構成されたヒータ電極５０が設けられている。ヒータ電極５０に電源（図示せず）から電圧が印加されると、ヒータ電極５０が発熱することによってセラミックス部材１０が温められ、セラミックス部材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。ヒータ電極５０は、例えば、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１をできるだけ満遍なく温めるため、Ｚ方向視で略同心円状に形成されている。
ベース部材２０は、例えばセラミックス部材１０と同径の、または、セラミックス部材１０より径が大きい円形平面の板状部材であり、例えば、熱伝導率がセラミックス部材１０を形成するセラミックス材料の熱伝導率より高い材料（例えば金属（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。ベース部材２０の直径は、例えば２２０ｍｍ〜５５０ｍｍ程度（通常は２２０ｍｍ〜３５０ｍｍ程度）であり、ベース部材２０の厚さは、例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。
ベース部材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）が供給されると、ベース部材２０が冷却される。上述したヒータ電極５０によるセラミックス部材１０の加熱と併せてベース部材２０の冷却が行われると、接合部３０を介したセラミックス部材１０とベース部材２０との間の伝熱により、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷの温度が一定に維持される。さらに、プラズマ処理中にプラズマからの入熱が生じた際には、ヒータ電極５０に加える電力を調整することにより、ウェハＷの温度制御が実現される。
接合部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合剤（接着剤）を含んでおり、セラミックス部材１０とベース部材２０とを接合している。接合部３０の厚さは例えば０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下である。なお、セラミックス部材１０と接合部３０との接触部分付近の構成等については次述する。
Ａ−２．セラミックス部材１０と接合部３０との接触部分付近の構成等：
以下、本明細書では、便宜的に、Ｘ軸方向を左右方向といい、Ｙ軸方向を奥行き方向というものとする。左右方向は、特許請求の範囲における第２の方向に相当する。
図２に示すように、接合部３０は、接合部３０の全体にわたって、上下方向（Ｚ軸方向）の厚さが、左右方向（Ｘ軸方向）の一端側から他端側に向かって連続的に厚くなっている。換言すれば、接合部３０は、奥行き方向（Ｙ軸方向）に略垂直な任意の断面において、上下方向の厚さが接合部３０の左端から右端に向かって連続的に厚くなっている。なお、接合部３０の上下方向の厚さが最小である部位の厚さ（Ｄ１）と最大である部位の厚さ（Ｄ２）との差は、２０μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上、６０μｍ以下であることが、より好ましい。接合部３０における肉厚の差が小さすぎたり、大きすぎたりすることは好ましくない。すなわち、接合部３０における肉厚の差が小さすぎると、接合部３０の傾斜が接合部３０自体の上下方向の厚さのばらつきに埋もれてしまい、接合部３０による温度上昇効果が望めなくなるおそれがある。一方、接合部３０における肉厚の差が大きすぎると、セラミックス部材１０の外周側の温度が過剰に上昇するだけでなく、特定箇所への応力集中に起因する接合部３０の強度低下につながるおそれがある。なお、本明細書において、「連続的に」とは、段差を有しないことを意味する。このため、「連続的に」には、直線状（平面状）であることに限らず、例えば、曲面状（曲面状）であることや、滑らかな凹凸状を有することも含まれる。
また、本実施形態では、ベース部材２０のベース側接合面Ｓ３は、ベース部材２０の下面Ｓ４に略平行な平面である。これに対して、セラミックス部材１０のセラミックス側接合面Ｓ２は、ベース部材２０の下面Ｓ４に対して傾斜した平面である。すなわち、セラミックス側接合面Ｓ２は、接合部３０の左端から右端に向かうに連れてベース側接合面Ｓ３から連続的に離間するように傾斜した傾斜平面である。換言すれば、静電チャック１００の奥行き方向（Ｙ軸方向）に略垂直な任意の断面において、セラミックス側接合面Ｓ２は、セラミックス部材１０の左端から右端に向かうに連れてベース側接合面Ｓ３から連続的に離間するように傾斜した傾斜直線である。また、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１は、ベース部材２０の下面Ｓ４に略平行な平面である。このため、セラミックス側接合面Ｓ２は、セラミックス部材１０の左端から右端に向かうに連れて吸着面Ｓ１に連続的に近づくように傾斜した傾斜平面となっている。ベース部材２０の下面Ｓ４は、特許請求の範囲における第４の表面に相当する。
また、本実施形態では、ヒータ電極５０は、セラミックス側接合面Ｓ２に略平行な第１の仮想平面Ｌ１上に配置されている。このため、吸着面Ｓ１とヒータ電極５０が配置された第１の仮想平面Ｌ１との距離は、ヒータ電極５０の左端側から右端側に向かって連続的に短くなっている。なお、本実施形態では、内部電極４０も、セラミックス側接合面Ｓ２に略平行な第２の仮想平面Ｌ２上に配置されている。
Ａ−３．静電チャック１００の製造方法：
図３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り、図４は、後述の第２の接合体１００Ｐと後述の第１の接合体１００Ｑとにおける温度分布とＸＺ断面構成とを示す説明図である。図４（Ａ）の上段には、第２の接合体１００ＰのＸＹ平面構成が示されており、下段には、第２の接合体１００ＰのＸＺ断面構成が示されている。図４（Ｂ）の上段には、第１の接合体１００ＱのＸＹ平面構成が示されており、下段には、第１の接合体１００ＱのＸＺ断面構成が示されている。
（第２の接合体１００Ｐの準備工程）：
はじめに、第２の接合体１００Ｐを準備する（Ｓ１１０）。図４（Ａ）に示すように、第２の接合体１００Ｐは、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０とが仮接合部３０Ｐを介して接合された複合体である。加工前セラミックス部材１０Ｐは、上述のセラミックス部材１０の加工前のものであり、具体的には、加工前セラミックス部材１０Ｐは、加工後に吸着面Ｓ１となる加工前表面Ｓ１Ｐと、セラミックス側接合面Ｓ２とが、互いに略平行である点で、セラミックス部材１０とは異なり、その他の点はセラミックス部材１０と共通する。加工前セラミックス部材１０Ｐおよびベース部材２０は、公知の製造方法によって製造可能である。例えば、加工前セラミックス部材１０Ｐは以下の方法で製造される。すなわち、複数のセラミックスグリーンシート（例えばアルミナグリーンシート）を準備し、各セラミックスグリーンシートに、内部電極４０やヒータ電極５０等を構成するためのメタライズインクの印刷等を行い、その後、複数のセラミックスグリーンシートを積層して熱圧着し、所定の円板形状にカットした上で焼成し、最後に研磨加工等を行うことにより、加工前セラミックス部材１０Ｐが製造される。加工前表面Ｓ１Ｐは、特許請求の範囲における第５の表面に相当する。
（温度分布の測定工程）：
次に、第２の接合体１００Ｐにおける加工前セラミックス部材１０Ｐの加工前表面Ｓ１Ｐについて、上下方向（Ｚ軸方向）に略垂直な面方向の温度分布を測定する（Ｓ１２０）。このとき、第２の接合体１００Ｐの使用時の状態で加工前表面Ｓ１Ｐの温度分布を測定することが好ましい。例えば、加工前セラミックス部材１０Ｐに備えられた内部電極４０およびヒータ電極５０に電力を供給し、かつ、ベース部材２０に形成された冷媒流路２１に冷媒を供給した状態で、加工前表面Ｓ１Ｐの温度分布を測定する。温度分布の測定は、例えば、赤外線放射温度計や、熱電対付きウェハを用いて行うことができる。
図４（Ａ）上段に示すように、Ｓ１２０の温度分布の測定結果では、第２の接合体１００Ｐの加工前表面Ｓ１Ｐ上において、加工前セラミックス部材１０Ｐの左端側に高温の温度特異点Ｓ１Ａ（温度特異領域）が発生しており、加工前セラミックス部材１０Ｐの右端側に低温の温度特異点Ｓ１Ｂが発生している。この要因は、例えば、静電チャック１００の製造ラインや製造装置等ごとの特性に起因することがある。
（第１の接合体１００Ｑの形成工程）：
次に、第２の接合体１００Ｐにおける加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０とを離脱させ、その後、第１の接合体１００Ｑを形成する（Ｓ１３０）。第１の接合体１００Ｑは、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０とを再度接合し直したものであり、加工前セラミックス部材１０Ｐがベース部材２０に対して傾斜するように配置されている点で、第２の接合体１００Ｐとは異なり、その他の点は第２の接合体１００Ｐと共通する。すなわち、第１の接合体１００Ｑは、加工前セラミックス部材１０Ｐのセラミックス側接合面Ｓ２がベース部材２０のベース側接合面Ｓ３に対して傾斜するように、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０とが、接合部３０を介して接合された複合体である。
Ｓ１３０の工程では、第２の接合体１００Ｐにおける加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０とを離脱させた後、加工前セラミックス部材１０Ｐのセラミックス側接合面Ｓ２が、ベース部材２０のベース側接合面Ｓ３に対して、Ｓ１２０における加工前表面Ｓ１Ｐの温度分布の測定結果に応じた方向に傾斜するように、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０とを接合剤を介して接合することにより、第１の接合体１００Ｑを形成する（Ｓ１３０）。Ｓ１２０における加工前表面Ｓ１Ｐの温度分布の測定結果に応じた方向とは、例えば、加工前表面Ｓ１Ｐの温度分布が所望の分布（例えば面方向における温度が略均一）になる方向である。図４の例では、図４（Ｂ）に示すように、加工前セラミックス部材１０Ｐは、ベース部材２０に対して、加工前セラミックス部材１０Ｐの左端から右端に向かうに連れてセラミックス側接合面Ｓ２とベース側接合面Ｓ３との距離が長くなる方向に傾けて接合される。その結果、第１の接合体１００Ｑにおける接合部３０は、接合部３０の全体にわたって、上下方向（Ｚ軸方向）の厚さが、接合部３０の左端から右端に向かって連続的に厚くなっている。これにより、加工前セラミックス部材１０Ｐの左端側では、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０との間に介在する接合部３０の部分の厚さが相対的に薄いため、加工前セラミックス部材１０Ｐからベース部材２０への熱移動量が相対的に多い。その一方で、加工前セラミックス部材１０Ｐの右端側では、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０との間に介在する接合部３０の部分の厚さが相対的に厚いため、加工前セラミックス部材１０Ｐからベース部材２０への熱移動量が相対的に少ない。このため、第１の接合体１００Ｑでは、加工前表面Ｓ１Ｐにおける温度差が低減され、温度特異点Ｓ１Ａおよび温度特異点Ｓ１Ｂの発生が抑制されている。
ここで、第１の接合体１００Ｑの形成方法について、第１の形成方法と第２の形成方法とを例に挙げて説明する。図５は、静電チャック１００の製造方法における第１の接合体１００Ｑの形成工程（第１の形成方法）を模式的に示す説明図であり、図６は、静電チャック１００の製造方法における第１の接合体１００Ｑの形成工程（第２の形成方法）を模式的に示す説明図である。
（１）第１の形成方法：
第１の形成方法では、加工前セラミックス部材１０Ｐのセラミックス側接合面Ｓ２とベース部材２０のベース側接合面Ｓ３との少なくとも一方に塗布される接合剤３０Ｘ１の形状を、上部３１が傾斜した傾斜形状にして、その接合剤３０Ｘ１の傾斜形状を利用して、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０とを接合することにより、第１の接合体１００Ｑを形成する。具体的には、図５に示すように、ベース部材２０のベース側接合面Ｓ３上に、接合剤３０Ｘ１を、該接合剤３０Ｘ１の上下方向（Ｚ軸方向）の厚さがベース部材２０の左端側から右端側に向かって連続的または段階的に厚くなるように塗布する。すなわち、接合剤３０Ｘ１の形状は、奥行き方向（Ｙ軸方向）視で、上部３１が、ベース部材２０のベース側接合面Ｓ３に対して傾斜した傾斜形状になっている。ここで、接合剤３０Ｘ１は、例えばペースト状であり、塗布後に形状を維持できる程度の粘性を有する。
その後、加工前セラミックス部材１０Ｐのセラミックス側接合面Ｓ２とベース部材２０のベース側接合面Ｓ３とを、接合剤３０Ｘ１を介して貼り合わせる。この際、加工前セラミックス部材１０Ｐのセラミックス側接合面Ｓ２が、接合剤３０Ｘ１の傾斜した上部３１に接触することにより、加工前セラミックス部材１０Ｐは、ベース部材２０に対して所定の方向に傾斜するように配置される。そして、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０とを貼り合わせた状態で、接合剤３０Ｘ１を硬化させる硬化処理を行うことにより、上述の接合部３０が形成され、第１の接合体１００Ｑが形成される。
このように、第１の形成方法では、加工前セラミックス部材１０Ｐのセラミックス側接合面Ｓ２が、ベース部材２０のベース側接合面Ｓ３上に塗布された接合剤３０Ｘ１の上部３１によって案内され、その結果、セラミックス側接合面Ｓ２がベース側接合面Ｓ３に対して所定の方向に傾斜するように、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０とが貼り合わせる。これにより、第１の形成方法によれば、接合剤の厚さが均一になるように接合剤をベース部材２０のベース側接合面Ｓ３上に塗布する場合に比べて、ベース部材２０に対する加工前セラミックス部材１０Ｐの傾斜方向を所望の方向に調整することができる。
（２）第２の形成方法：
第２の形成方法では、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０とを、接合剤３０Ｘ２を介して貼り合わせて、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０との少なくとも１つに対して互いに異なる荷重を加えることにより、第１の接合体１００Ｑを形成する。具体的には、図６（Ａ）に示すように、加工前セラミックス部材１０Ｐのセラミックス側接合面Ｓ２とベース部材２０のベース側接合面Ｓ３の少なくとも一方に、接合剤３０Ｘ２を塗布する。接合剤３０Ｘ２は、例えば、該接合剤３０Ｘ２の上下方向（Ｚ軸方向）の厚さが接合剤３０Ｘ２の全体にわたって略均一である。
次に、加工前セラミックス部材１０Ｐのセラミックス側接合面Ｓ２とベース部材２０のベース側接合面Ｓ３とを、接合剤３０Ｘ２を介して貼り合わせる（図６（Ａ）参照）。その後、接合剤３０Ｘ２の左端側に、右端側より大きい上下方向（Ｚ軸方向）の荷重が加わるように、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０との少なくとも一方に外力を与える。例えば、図５（Ｂ）に示すように、下面２０２が傾斜した治具２００を準備し、その治具２００の下面２０２を、第２の接合体１００Ｐの加工前セラミックス部材１０Ｐの加工前表面Ｓ１Ｐに押し当てることにより、接合剤３０Ｘ２の左側部分が右側部分に比べて大きくつぶれることにより、加工前セラミックス部材１０Ｐが、ベース部材２０に対して傾斜するように配置される。そして、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０とを貼り合わせた状態で、接合剤３０Ｘ２を硬化させる硬化処理を行うことにより、上述の接合部３０が形成され、第１の接合体１００Ｑが形成される。
（加工前セラミックス部材１０Ｐの加工前表面Ｓ１Ｐの加工工程）：
第１の接合体１００Ｑを形成後、第１の接合体１００Ｑにおける加工前セラミックス部材１０Ｐの加工前表面Ｓ１Ｐを加工する（Ｓ１４０）。本実施形態では、ベース部材２０の下面Ｓ４に対する加工前表面Ｓ１Ｐの傾斜角度が小さくなるように、加工前表面Ｓ１Ｐを加工する。これにより、加工前表面Ｓ１Ｐが、ベース部材２０の下面Ｓ４に略平行な吸着面Ｓ１になる。なお、加工前表面Ｓ１Ｐを加工は、例えば研磨加工やブラスト加工によって比較的簡単に行うことができる。加工前表面Ｓ１Ｐの加工後、例えば、加工前表面Ｓ１Ｐ上に複数の突起を形成したり、加工前表面Ｓ１Ｐの表面にシールバンドを形成するなどの表面処理を施したりする。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。なお、加工前表面Ｓ１Ｐの傾斜角度を変更したり、突起を形成したりしても、静電チャック１００の吸着面Ｓ１の温度分布への影響は比較的に小さい。その理由は次の通りである。セラミックス部材１０を形成するセラミックス材料の熱伝導率は、接合部３０を形成する材料の熱伝導率に比べて高い。このため、加工前表面Ｓ１Ｐの加工により、吸着面Ｓ１とヒータ電極５０との間の距離のばらつきが変化したとしても、接合部３０の厚さのばらつきに比べて、温度分布への影響が小さいからである。
Ａ−４．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の静電チャック１００の製造方法では、加工前セラミックス部材１０Ｐのセラミックス側接合面Ｓ２がベース部材２０のベース側接合面Ｓ３に対して傾斜するように加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０とが接合部３０を介して接合された第１の接合体１００Ｑを意図的に準備する。これにより、意図しない製造ラインや製造装置等ごとの特性に起因して吸着面Ｓ１の全体的な温度分布が所望の分布からずれることを抑制することができる。また、ベース部材２０に対するセラミックス部材１０の傾き角度を変更するという比較的に簡単な方法により吸着面Ｓ１の温度分布を制御することができる。
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。
上記各実施形態における静電チャック１００の構成は、あくまでも一例であり、種々変形可能である。例えば、セラミックス部材１０の内部に、内部電極４０とヒータ電極５０との少なくとも１つを備えないとしてもよい。このような形態でも、吸着面Ｓ１の温度分布の制御性が要求されることがあるからである。また、静電チャック１００は、例えば、セラミックス部材１０とベース部材２０との間に、金属、セラミックスや樹脂等が配置された構成や、セラミックス部材１０とベース部材２０との間に、セラミックス部材１０の内部に配置されたヒータ電極５０とは別に、ヒータが配置された構成でもよい。また、上記実施形態では、導電体として、ヒータ電極５０を例示したが、これに限らず、例えば測温用抵抗体など、他の導電体であってもよい。
また、上記実施形態において、セラミックス側接合面Ｓ２は、平面に限らず、例えば、接合部３０の左端から右端に向かうに連れてベース側接合面Ｓ３から離間するように傾斜した傾斜曲面であるとしてもよい。換言すれば、静電チャック１００の奥行き方向（Ｙ軸方向）に略垂直な任意の断面において、セラミックス側接合面Ｓ２は、セラミックス部材１０の左端から右端に向かうに連れてベース側接合面Ｓ３から離間するように傾斜した傾斜曲線であるとしてもよい。
上記各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、上記実施形態の第１の接合体１００Ｑの形成工程（図３のＳ１３０）の第１の形成方法において、加工前セラミックス部材１０Ｐのセラミックス側接合面Ｓ２、または、セラミックス側接合面Ｓ２とベース部材２０のベース側接合面Ｓ３との両方に、接合剤を、該接合剤の上下方向（Ｚ軸方向）の厚さが加工前セラミックス部材１０Ｐまたはベース部材２０の左端側から右端側に向かって厚くなるように塗布してもよい。
また、図７は、第１の形成方法の変形例の工程を模式的に示す説明図である。図７では、図５と同一構成については図５と同じ符号が付されており、異なる構成のみ異なる符号が付されている。図７に示すベース部材２０ａは、上下方向に貫通する複数の貫通孔２２が形成されている点で、上記実施形態のベース部材２０と異なり、その他の点はベース部材２０と共通する。貫通孔２２は、例えば、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０ａとが接合された状態において加工前セラミックス部材１０Ｐに形成されているガス経路やリフトピン挿入孔（いずれも図示せず）に連通する。貫通孔２２のように、ベース側接合面Ｓ３に開口する孔がベース部材２０ａのベース側接合面Ｓ３に形成されている場合、ベース側接合面Ｓ３上に、上下方向（Ｚ軸方向）視で各貫通孔２２の開口を囲む環状のダム部６０を配置することが好ましい。ダム部６０は、例えば、接合剤３０Ｘ３と同じ材料で形成されており、接合剤３０Ｘ３をベース側接合面Ｓ３上に塗布する前に、予め硬化処理が施されたものである。これにより、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０ａとを接合する際に、接合剤３０Ｘ３が貫通孔２２に浸入して目詰まり等が生じることを抑制することができる。また、本変形例では、複数のダム部６０は、上下方向の長さが互いに異なる第１のダム部６２と第２のダム部６４とを含む。具体的には、左側に位置する第１のダム部６２の上下方向の長さが、右側に位置する第２のダム部６４の上下方向の長さより短い。これにより、図７に示すように、加工前セラミックス部材１０Ｐとベース部材２０ａとを接合する際、接合剤３０Ｘ３より硬質な第１のダム部６２および第２のダム部６４によって、加工前セラミックス部材１０Ｐをベース部材２０ａに対して所定の方向に正確に傾斜させることができる。なお、接合剤３０Ｘ３に硬化処理を施すことによって、接合剤３０Ｘ３とダム部６０とは一体化して接合部３０を形成する。
また、上記実施形態の第１の接合体１００Ｑの形成工程（図３のＳ１３０）の第２の形成方法において、治具２００を利用せずに、第２の接合体１００Ｐにおける右端側と左端側とで互いに異なる荷重を与えるようにしてもよい。荷重を与える方法は、例えば、重石を第２の接合体１００Ｐ上に乗せて接合剤３０Ｘ２に荷重を与えるとしてもよいし、万力（シャコ万力など）を用いて第２の接合体１００Ｐとベース部材２０とを挟み込んで接合剤３０Ｘ２に荷重を与えるようにしてもよい。また、第２の形成方法において、ベース部材２０のベース側接合面Ｓ３等に塗布される接合剤３０Ｘ２の形状を、第１の形成方法の接合剤３０Ｘ１と同様の傾斜形状にしてもよい。このような接合剤３０Ｘ２の形状を傾斜形状にすれば、第２の形成方法において、ベース部材２０に対する加工前セラミックス部材１０Ｐの傾斜方向が所望の方向からずれることを抑制することができる。また、上記実施形態では、第２の形成方法において、荷重を加えるタイミングは、接合剤３０Ｘ２の硬化前であったが、接合剤３０Ｘ２の硬化過程や、接合剤３０Ｘ２の硬化後であってもよい。
また、上記実施形態の加工前セラミックス部材１０Ｐの加工前表面Ｓ１Ｐの加工工程（図３のＳ１４０）において、加工前表面Ｓ１Ｐの傾斜角度を変更する加工に限らず、例えば、加工前表面Ｓ１Ｐに複数の突起を形成したり、加工前表面Ｓ１Ｐに表面処理を施したりしてもよい。
また、上記実施形態では、Ｓ１２０における加工前表面Ｓ１Ｐの温度分布の測定結果に応じた方向に、加工前セラミックス部材１０Ｐがベース部材２０に対して傾斜するように接合する（Ｓ１３０）としたが、第２の接合体１００Ｐにおける加工前表面Ｓ１Ｐの温度分布を測定せずに、ベース部材２０に対して加工前セラミックス部材１０Ｐを所定の方向に傾斜させるように接合することも可能である。例えば、静電チャック１００の製造ラインや製造装置等ごとの特性から、予め、第１の接合体１００Ｑの加工前表面Ｓ１Ｐ上における温度特異点が生じる位置が予測できることがあるためである。このような場合には、第１の接合体１００Ｑの加工前表面Ｓ１Ｐの温度分布を測定せずに、ベース部材２０に対して加工前セラミックス部材１０Ｐを、製造ラインの工程や製造装置等ごとの特性に応じた所定の方向に傾斜するように接合すればよい。
また、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、他の保持装置（真空チャックなど）およびその製造方法にも適用可能である。
１０：セラミックス部材 １０Ｐ：加工前セラミックス部材 ２０，２０ａ：ベース部材 ２１：冷媒流路 ２２：貫通孔 ３０：接合部 ３０Ｐ：仮接合部 ３０Ｘ１，３０Ｘ２，３０Ｘ３：接合剤 ３１：上部 ４０：内部電極 ５０：ヒータ電極 ６０：ダム部 ６２：第１のダム部 ６４：第２のダム部 １００：静電チャック １００Ｐ：第２の接合体 １００Ｑ：第１の接合体 ２００：治具 ２０２：下面 Ｌ１：第１の仮想平面 Ｌ２：第２の仮想平面 Ｓ１：吸着面 Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ，Ｓ１Ｃ：温度特異点 Ｓ１Ｐ：加工前表面 Ｓ２：セラミックス側接合面 Ｓ３：ベース側接合面 Ｓ４：下面 Ｗ：ウェハ

Claims (7)

  1. 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、を有するセラミックス部材と、第３の表面と、前記第３の表面とは反対側の第４の表面と、を有し、前記第３の表面が前記セラミックス部材の前記第１の表面側に位置するように配置されたベース部材と、前記セラミックス部材の前記第１の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に配置され、前記セラミックス部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、を備え、前記セラミックス部材の前記第２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、
    前記第２の表面を形成する前の前記セラミックス部材であって、前記第１の表面と、前記第１の表面とは反対側に配置され、かつ、前記第１の表面に略平行な第５の表面と、を有する加工前セラミックス部材と、前記ベース部材と、前記加工前セラミックス部材の前記第１の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に配置され、前記加工前セラミックス部材と前記ベース部材とを接合する前記接合部と、を備える第１の接合体であって、前記第１の表面と前記第３の表面とが前記接合部を介して対向する第１の方向において、前記接合部の厚さが、前記接合部における前記第１の方向に略垂直な第２の方向の一端側から他端側に向かって厚くなっている第１の接合体を準備する工程と、
    前記第１の接合体における前記加工前セラミックス部材の前記第５の表面を加工する工程と、
    を含む、
    ことを特徴とする保持装置の製造方法。
  2. 請求項１に記載の保持装置の製造方法において、
    前記加工前セラミックス部材の前記第１の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との少なくとも一方に対して、接合剤を、前記第１の方向の厚さが前記第２の方向の前記一端側から前記他端側に向かって厚くなるように塗布し、その後に、前記加工前セラミックス部材の前記第１の表面と前記ベース部材の前記第３の表面とを前記接合剤を介して対向配置し、前記接合剤を硬化させて前記接合部を形成することにより、前記第１の接合体を準備する、
    ことを特徴とする保持装置の製造方法。
  3. 請求項２に記載の保持装置の製造方法において、
    前記接合部の、硬化前と硬化過程と硬化後との少なくともいずれか１つに対して、前記第２の方向の前記一端側に前記他端側より大きい荷重を加えることにより、前記第１の接合体を準備する、
    ことを特徴とする保持装置の製造方法。
  4. 請求項１に記載の保持装置の製造方法において、
    前記加工前セラミックス部材の前記第１の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に接合剤を配置し、前記接合部の、硬化前と硬化過程と硬化後との少なくともいずれか１つに対して、前記第２の方向の前記一端側に前記他端側より大きい荷重を加えることにより、前記第１の接合体を準備する、
    ことを特徴とする保持装置の製造方法。
  5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の保持装置の製造方法において、
    前記加工前セラミックス部材と前記ベース部材とが仮接合部を介して接合された第２の接合体における前記加工前セラミックス部材の前記第５の表面の温度分布を測定する工程と、
    前記第２の接合体における前記加工前セラミックス部材と前記ベース部材とを離脱させ、その後、前記加工前セラミックス部材の前記第１の表面が、前記ベース部材の前記第３の表面に対して、前記温度分布の測定結果に応じた方向に傾斜するように、前記加工前セラミックス部材と前記ベース部材とを接合剤を介して接合することにより、前記第１の接合体を準備する
    ことを特徴とする保持装置の製造方法。
  6. 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、を有するセラミックス部材と、
    第３の表面と前記第３の表面とは反対側の第４の表面と、を有し、前記第３の表面が前記セラミックス部材の前記第１の表面側に位置するように配置されたベース部材と、
    前記セラミックス部材の前記第１の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に配置され、前記セラミックス部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、を備え、前記セラミックス部材の前記第２の表面上に対象物を保持する保持装置において、
    前記セラミックス部材に設けられ、仮想平面上に配置された導電体を備え、
    前記接合部は、
    前記接合部の全体にわたって、前記第１の表面と前記第３の表面とが前記接合部を介して対向する第１の方向の厚さが、前記第１の方向に略垂直な第２の方向の一端側から他端側に向かって厚くなっており、
    かつ、前記第２の表面と前記導電体が配置された前記仮想平面との距離は、前記導電体の前記第２の方向の前記一端側から前記他端側に向かって短くなっている、
    ことを特徴とする保持装置。
  7. 請求項６に記載の保持装置において、
    前記導電体は、ヒータ電極である、
    ことを特徴とする保持装置。
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