WO2019176544A1 - ウエハー保持台 - Google Patents

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WO2019176544A1
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resin
layer
electrostatic chuck
thickness
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拓弥 矢納
謙悟 鳥居
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日本碍子株式会社
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect

Definitions

  • the present invention relates to a wafer holder.
  • the wafer holder of Patent Document 1 includes a first layer and an intermediate layer as a resin layer, and a second layer as a stress relaxation layer.
  • the first layer is in contact with the electrostatic chuck
  • the second layer is in contact with the cooling plate
  • the intermediate layer is located between the first layer and the second layer.
  • the first layer and the intermediate layer are higher than the second layer
  • the second layer is higher than the first layer and the intermediate layer.
  • Patent Document 1 since the thickness of the first layer and the intermediate layer is not considered, the resin layer sometimes becomes too thick. If the resin layer becomes too thick, the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the resin layer increases. In that case, the heat of the wafer is difficult to be transferred to the cooling plate at the maximum thickness portion of the resin layer, and the heat of the wafer is easily transferred to the cooling plate at the minimum thickness portion of the resin layer. The greater the difference, the greater the temperature variation of the wafer.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and has as its main object to suppress the temperature variation of the wafer by the structure between the electrostatic chuck and the cooling plate.
  • the wafer holder of the present invention is Between the ceramic electrostatic chuck and the metal cooling plate, a resin layer having a predetermined thermal resistance and a stress relaxation layer having a Young's modulus lower than that of the resin layer, the resin layer being the electrostatic chuck On the side, the stress relaxation layer is a wafer holder provided on the cooling plate side,
  • the resin layer has a multilayer structure in which a plurality of resin sheets are laminated, The thickness of the resin layer is made of the same material as the resin sheet, and is thinner than the thickness of the comparison target sample having a single layer structure having the same thermal resistance as the resin layer. Is.
  • the thermal resistance of the resin layer is made of the same material as that of the resin layer, and compared with the first resin sample having a single layer structure having the same thickness as the resin layer, the interfacial resistance between the resin sheets is Increase by minutes. Therefore, the thickness of the resin layer is made of the same material as the resin layer, and can be made thinner than the thickness of the second resin sample (comparative sample) having a single-layer structure having the same thermal resistance as the resin layer.
  • the resin layer between the electrostatic chuck and the cooling plate into such a multilayer structure, it can be made thinner than the thickness of the comparison target sample of the single layer structure, and the maximum thickness and the minimum thickness of the resin layer can be reduced. The difference can be reduced. Therefore, the temperature variation of the wafer can be suppressed.
  • the resin layer may have a concave shape at the center in the thickness direction when the side surface of the resin layer is viewed in the thickness direction, or is stepped in the thickness direction. Also good. In this way, the maximum stress at the interface between the electrostatic chuck and the resin layer can be reduced. Therefore, the electrostatic chuck and the resin layer are difficult to peel off.
  • the resin layer preferably has a multilayer structure in which three or more resin sheets are laminated.
  • the maximum stress at the interface between the electrostatic chuck and the resin layer can be made sufficiently small.
  • the resin layer has a multilayer structure in which five or more of the resin sheets are laminated. In this way, the maximum stress at the interface between the electrostatic chuck and the resin layer can be substantially minimized.
  • the manufacturing method of the wafer holder of the present invention is as follows: (A) A plurality of the same resin sheets are laminated on the surface of the ceramic electrostatic chuck opposite to the wafer mounting surface, and then heated under pressure, whereby the electrostatic chuck and the plurality of resin sheets are A step of welding to form a resin layer having a multilayer structure; (B) a step of attaching a stress relaxation layer to one surface of a metal cooling plate; (C) obtaining one of the wafer holders described above by pressurizing and heating the resin layer of the electrostatic chuck and the stress relaxation layer of the cooling plate; Is included.
  • step (a) an electrostatic chuck is obtained in which a multi-layered resin layer is attached to the surface opposite to the wafer mounting surface. Since the resin sheet is thin, even if it is laminated in multiple layers, it is easy to follow the surface of the electrostatic chuck, and air bubbles easily escape from the adhesive surface between the sheets. Therefore, the flatness of the resin layer can be easily reduced, and the sheets can be bonded in an airtight manner. Further, the thermal resistance of the resin layer can be easily adjusted by the number of resin sheets. This resin layer is obtained by thermosetting a resin sheet and has almost no adhesiveness. In the step (b), a cooling plate having a stress relaxation layer attached to one surface is obtained.
  • step (c) pressure heating is performed in a state where the resin layer of the electrostatic chuck and the stress relaxation layer of the cooling plate are in contact with each other. In this case, the resin layer and the stress relaxation layer are bonded together by welding the stress relaxation layer to the resin layer. Thereby, a wafer holding table is obtained. Steps (a) to (c) may be performed collectively.
  • the step (a ) when the wafer holding table is disk-shaped, in order to make the center in the thickness direction concave when the side surface of the resin layer is viewed in the thickness direction, the step (a ), The diameter of the resin sheet at the center in the thickness direction may be minimized, and the diameter of the resin sheet may be increased from the center in the thickness direction toward the end. In addition, in order to have a stepped shape when the side surface of the resin layer is viewed in the thickness direction, in the step (a), the diameter of the resin sheet may be reduced stepwise.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the wafer holder 10. Explanatory drawing which contrasted the resin layer 15 and 1st resin sample S1. The graph which shows the relationship between the number of resin sheets and thermal resistance. Explanatory drawing which contrasted the resin layer 15 and 2nd resin sample S2. The manufacturing process figure of the wafer holding stand 10. FIG. The manufacturing process figure of the wafer holding stand 10. FIG. The manufacturing process figure of the wafer holding stand 10. FIG. Sectional drawing of the wafer holding stand 110. FIG. Explanatory drawing which shows the result of stress distribution measurement. Sectional drawing of the resin layer 115 of another example.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the wafer holder 10 of the first embodiment
  • FIG. 2 is an explanatory view comparing the resin layer 15 and the first resin sample S1
  • FIG. 3 shows the relationship between the number of resin sheets and the thermal resistance
  • FIG. 4 is an explanatory diagram comparing the resin layer 15 and the second resin sample S2.
  • the wafer holder 10 includes a resin layer 15 and a stress relaxation layer 16 between a ceramic electrostatic chuck 12 and a metal cooling plate 14.
  • the resin layer 15 mainly has a function of obtaining a predetermined thermal resistance
  • the stress relaxation layer 16 mainly has a function of relaxing a stress generated by a difference in thermal expansion between the electrostatic chuck 12 and the cooling plate 14.
  • the electrostatic chuck 12 for example, a known one in which an electrostatic electrode 12a and a heater electrode 12b are incorporated in a circular ceramic base made of alumina or aluminum nitride can be used. Electric power is supplied to the electrostatic electrode 12 a from the outside by a power supply member 13 a that penetrates the resin layer 15, the stress relaxation layer 16, and the cooling plate 14.
  • the heater electrode 12b is supplied with electric power from the outside by a power supply member 13b that penetrates the resin layer 15, the stress relaxation layer 16, and the cooling plate.
  • Each of the power supply members 13a and 13b is electrically insulated from the cooling plate 14.
  • the upper surface of the electrostatic chuck 12 is a wafer mounting surface 12c. The wafer W placed on the wafer placement surface 12c is attracted and held on the surface by the electrostatic force of the electrostatic electrode 12a and is heated by the heater electrode 12b.
  • the cooling plate 14 As the cooling plate 14, a well-known one having a built-in refrigerant passage 14a capable of circulating a refrigerant such as a coolant can be used.
  • the cooling plate 14 is made of a disk having a good thermal conductivity, for example, a metal material such as aluminum or aluminum alloy. Since the cooling plate 14 has a built-in refrigerant passage 14a, the cooling plate 14 is set to a lower temperature by the refrigerant (for example, coolant) even when the electrostatic chuck 12 is heated to a high temperature.
  • the resin layer 15 is provided on the electrostatic chuck 12 side between the electrostatic chuck 12 and the cooling plate 14. Since the electrostatic chuck 12 normally has a higher temperature than the cooling plate 14, the resin layer 15 is made of a material having higher heat resistance than the stress relaxation layer 16.
  • the resin layer 15 has a multilayer structure in which a plurality of resin sheets 15a having the same material and the same thickness are stacked.
  • the resin sheet 15a is preferably a polyimide resin layer, an epoxy resin layer, or a PEEK (polyether ether ketone) resin layer that exhibits heat resistance at 200 ° C. (preferably 250 ° C.). This is because the resin layer 15 may rise to such a temperature due to heat transfer from the electrostatic chuck 12.
  • the polyimide resin layer is a resin layer containing a polymer material having at least an imide bond.
  • the epoxy-based resin layer is a resin layer containing a three-dimensional cured product generated by a reaction between a prepolymer having a reactive epoxy group and a curing agent. Examples of the prepolymer include those capable of hydrogen transfer type polyaddition.
  • the resin sheets 15a constituting the resin layer 15 are preferably in airtight contact with each other.
  • being in airtight contact means that there are no bubbles of ⁇ 1 mm or more between the layers, and there are 20 or less bubbles of less than ⁇ 1 mm per 706.5 cm 2 .
  • the resin layer 15 can be seen through from the upper surface of the electrostatic chuck 12, the presence or absence of bubbles may be determined visually. Or you may investigate the presence or absence of a bubble with an ultrasonic flaw detector.
  • the thermal resistance Rm [K / W] of the resin layer 15 is set to a predetermined thermal resistance.
  • the thermal resistance Rm of the resin layer 15 is represented by the following formula (1).
  • Rr is the thermal resistance of the resin itself of the plurality of resin sheets 15a constituting the resin layer 15
  • R1 is the interface resistance between the resin layer 15 and the electrostatic chuck 12
  • R2 is the resin It is an interface resistance between the layer 15 and the stress relaxation layer 16
  • R3 is an interface resistance between the resin sheets 15a in contact with each other (see FIG. 2A or FIG. 4A).
  • ⁇ R3 is the sum of the interface resistance R3, and is a value obtained by multiplying the interface resistance R3 by the number obtained by subtracting 1 from the number of resin sheets 15a.
  • Rm Rr + R1 + R2 + ⁇ R3 (1)
  • the thermal resistance of the resin layer 15 increases as the number of resin sheets 15a constituting the resin layer 15 increases (see FIG. 3). This is because ⁇ R3 in equation (1) increases with the number of resin sheets 15a.
  • the thermal resistance Rs1 of the first resin sample S1 (see FIG. 2B) having the same thickness as the resin layer 15 and made of the same material as the resin sheet 15a is considered.
  • This thermal resistance Rs1 is represented by the following formula (2).
  • Rr is the thermal resistance of the resin itself of the first resin sample S1 (same as the thermal resistance of the resin itself of the resin layer 15), and R1 and R2 are as described in Formula (1). From equations (1) and (2), it can be seen that the thermal resistance Rm of the resin layer 15 is larger by ⁇ R3 than the thermal resistance Rs1 of the first resin sample S1.
  • Rs1 Rr + R1 + R2 (2)
  • the thermal resistance Rs2 of the second resin sample S2 (see FIG. 4B) having the same thermal resistance Rm as the resin layer 15 and made of the same material as the resin sheet 15a will be considered.
  • This thermal resistance Rs2 is represented by the following formula (3).
  • Rr ′ is the thermal resistance of the resin itself of the second resin sample S2, and R1 and R2 are as described in the formula (1). Since the thermal resistance Rs2 is the same as the thermal resistance Rm, Rr ′ is represented by the following formula (4).
  • the thermal resistance of the resin itself depends on the thickness of the resin. Therefore, it can be seen from the formula (4) that the thickness of the second resin sample S2 is thicker than the thickness of the resin layer 15.
  • the second resin sample S2 corresponds to the “comparison sample” in the present invention.
  • Rs2 Rr ′ + R1 + R2 (3)
  • Rr ′ Rr + ⁇ R3 (4)
  • the stress relaxation layer 16 is provided on the cooling plate 14 side between the electrostatic chuck 12 and the cooling plate 14. Since the cooling plate 14 is usually at a lower temperature than the electrostatic chuck 12, the stress relaxation layer 16 is not required to be as heat resistant as the resin layer 15. Instead, the material has a lower Young's modulus than the resin layer 15. It is made of (a highly flexible material). As a result, the stress relaxation layer 16 relaxes the stress generated by the difference in thermal expansion between the electrostatic chuck 12 and the cooling plate 14.
  • the stress relaxation layer 16 is preferably in airtight contact with the resin layer 15. The degree of airtightness and the measuring method are as described in the resin layer 15.
  • the stress relaxation layer 16 is preferably an epoxy-acrylic mixed resin layer.
  • the stress relaxation layer 16 mainly has a function of relieving stress caused by a difference in thermal expansion between the electrostatic chuck 12 and the cooling plate 14, it is preferably a single layer and has a thickness of 0.1 to 0.00. It is preferably 4 mm. A single layer is a layer with no streak separating the layers.
  • the stress relaxation layer 16 is preferably formed by laminating a plurality of sheets that are precursors of the stress relaxation layer 16 to form a single layer.
  • a plurality of resin sheets 15a are stacked on the surface of the electrostatic chuck 12 opposite to the wafer mounting surface 12c.
  • the resin sheet 15a is thin, it is easy to follow the wafer mounting surface 12c, and air bubbles between the sheets are easily removed.
  • the electrostatic chuck 12 and the resin sheet 15a are welded together while being heated in the direction in which they are brought into close contact with each other, and the resin sheets 15a are welded together, and then cooled.
  • the electrostatic chuck 12 in which a plurality of resin sheets 15a are stacked is put in a bag to reduce the pressure in the bag, and the bag is put in an autoclave and heated while being pressurized.
  • the pressure during pressurization is preferably 0.1 to 5.0 MPa, and the temperature during heating is preferably 150 to 350 ° C.
  • the electrostatic chuck 12 to which the resin layer 15 is fixed is obtained.
  • the resin layer 15 after cooling has almost no adhesiveness.
  • the stress relaxation layer 16 is attached to one surface of the cooling plate 14 at room temperature. Thereby, the cooling plate 14 with the stress relaxation layer 16 attached thereto is obtained. Then, as shown in FIG.
  • the resin layer 15 of the electrostatic chuck 12 to which the resin layer 15 is fixed and the stress relaxation layer 16 of the cooling plate 14 to which the stress relaxation layer 16 is attached are superposed on each other. Then, the stress relaxation layer 16 is welded to the resin layer 15 by heating while applying pressure in the direction in which they are in close contact, and then cooled.
  • heating while pressurizing for example, an integrated object is put in a bag to reduce the pressure in the bag, and the bag is put in an autoclave and heated while being pressurized.
  • the pressure during pressurization is preferably 0.1 to 1.0 MPa, and the temperature during heating is preferably 100 to 170 ° C. Thereby, the wafer holder 10 is obtained.
  • the steps of FIGS. 5 and 6 may be performed collectively.
  • the electrostatic chuck 12, the resin sheet 15a, the stress relaxation layer 16, and the cooling plate 14 are placed in a bag, the inside of the bag is decompressed, and the bag is placed in an autoclave and heated while being pressurized. As a result, the wafer holder 10 is obtained.
  • the thermal resistance Rm of the resin layer 15 is made of the same material as that of the resin layer 15 and compared with the thermal resistance Rs1 of the first resin sample S1 having the same thickness as the resin layer 15.
  • the sheet resistance increases by the amount ( ⁇ R3) of the interface resistance R3 between the sheets 15a (see FIG. 2). Therefore, the thickness of the resin layer 15 may be made smaller than the thickness of the second resin sample S2 that is made of the same material as the resin layer 15 and has a single layer structure having the same thermal resistance as the resin layer 15. Yes (see FIG. 4).
  • the resin layer 15 between the electrostatic chuck 12 and the cooling plate 14 can be made thinner than the thickness of the second resin sample S2, and the maximum thickness and the minimum thickness of the resin layer 15 can be reduced. And the difference can be reduced. Therefore, the temperature variation of the wafer W can be suppressed.
  • the resin sheet 15a is thin, even if it is laminated in multiple layers, it is easy to follow the surface of the electrostatic chuck 12 and air bubbles easily escape from the adhesive surface between the sheets. . Therefore, the flatness of the resin layer 15 can be easily reduced, and the sheets can be bonded together in an airtight manner. Further, the thermal resistance of the resin layer 15 can be easily adjusted by the number of the resin sheets 15a.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the wafer holder 110 of the second embodiment.
  • the wafer holder 110 includes a resin layer 115 and a stress relaxation layer 16 between a ceramic electrostatic chuck 12 and a metal cooling plate 14. Since the electrostatic chuck 12, the cooling plate 14, and the stress relaxation layer 16 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
  • the resin layer 115 is different from the resin layer 15 of the first embodiment except that the resin layer 115 has a shape in which the center in the thickness direction is recessed when the side surface of the resin layer 115 is viewed in the thickness direction. Is the same.
  • the resin layer 115 has a multilayer structure in which five resin sheets 115a having the same thickness are laminated
  • the first resin sheet 115a from the top of the resin layer 115 (the side closest to the electrostatic chuck 12) is static.
  • the resin sheet 115 a having the same diameter as the electric chuck 12, the second resin sheet 115 a from the top having a slightly smaller diameter than the electrostatic chuck 12, and the third or middle resin sheet 115 a from the top is further further than the electrostatic chuck 12.
  • the fourth resin sheet 115a from the top has the same diameter as the second resin sheet 115a from the top, and the fifth resin sheet 115a from the top (the side closest to the stress relaxation layer 16) is It has the same diameter as the first resin sheet 115a from the top.
  • These resin sheets 115a are all made of the same material, and the material is the same as that of the resin sheet 15a of the first embodiment. Further, the thickness of the resin layer 115 is smaller than the thickness of the comparison target sample having the same thermal resistance as that of the resin layer 115 and made of the same material as that of the resin sheet 115a. The reason is as described in the first embodiment.
  • a virtual sample with a simpler configuration was used instead of the configuration of the wafer holder.
  • the virtual sample is obtained by bonding an alumina disc having a radius of 150 mm and an aluminum disc with a resin layer.
  • the stress analysis was performed by measuring a stress distribution generated when the alumina disk and the aluminum disk were bonded at 300 ° C. via a resin sheet and then cooled down to 25 ° C.
  • the stress distribution was determined by measuring the output location surrounded by a dotted square.
  • the radius of the resin sheet located at the center in the thickness direction of the resin layer was set to 149.2 mm.
  • the table shown in FIG. 9 shows the results of stress distribution measurement.
  • the resin layer was a single layer (that is, the number of sheets was 1)
  • the location where the maximum stress occurred in the entire resin layer was the outer edge of the interface between the alumina disk and the resin layer, and the value was 19.6 MPa. If such a large stress is generated at the outer edge of the interface between the alumina disc and the resin layer, peeling is likely to occur at the interface, which is not preferable.
  • the resin layer is multi-layered (that is, the number of sheets is 3 or more)
  • the location where the maximum stress is generated is not the interface between the alumina disc and the resin layer, but the central concave portion in the thickness direction, The value was 19.2 to 21.0 MPa.
  • the maximum stress at the interface between the alumina disk and the resin layer was 4.78 to 5.41 MPa, which was extremely small as compared with the case where the resin layer was a single layer. From this, it was found that when the resin layer is composed of three or more resin sheets, peeling hardly occurs at the interface between the alumina disk and the resin layer. In particular, if the number of sheets of the resin layer is 5 or more, the maximum stress at the interface between the alumina disk and the resin layer reaches a minimum value of about 4.8 MPa, which is more preferable.
  • the thickness of the resin layer 115 is the same as the sample to be compared (made of the same material as the resin layer 115 and has the same thermal resistance as the resin layer 115).
  • the thickness of the resin layer 15 can be reduced, and the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the resin layer 15 can be reduced. Therefore, the temperature variation of the wafer W can be suppressed.
  • the resin sheet 115a is thin like the first embodiment described above, even if the resin sheet 115a is laminated in multiple layers, it is easy to follow the surface of the electrostatic chuck 12, and air bubbles easily escape from the adhesive surface between the sheets. Therefore, the flatness of the resin layer 115 can be easily reduced, and the sheets can be bonded in an airtight manner. Further, the thermal resistance of the resin layer 115 can be easily adjusted by the number of the resin sheets 115a.
  • the resin layer 115 has a shape in which the center in the thickness direction is recessed when the side surface of the resin layer 115 is viewed in the thickness direction, the maximum stress at the interface between the electrostatic chuck 12 and the resin layer 115 is reduced. be able to. Therefore, the electrostatic chuck 12 and the resin layer 115 are difficult to peel off.
  • the number of the resin sheets 115a constituting the resin layer 115 be three or more because the above-described maximum stress at the interface can be sufficiently reduced. If the number is 5 or more, the maximum stress at the interface described above can be substantially minimized, which is more preferable.
  • the plurality of resin sheets 15a are all exemplified to have the same thickness.
  • the present invention is not particularly limited thereto, and for example, even if at least one of the plurality of sheets has a different thickness. Good. The same applies to the plurality of resin sheets 115a.
  • the electrostatic chuck 12 having the embedded electrostatic electrode 12a and the heater electrode 12b is used, but an electrostatic electrode having an embedded RF electrode may be used.
  • the side surface of the resin layer 115 when the side surface of the resin layer 115 is viewed in the thickness direction, the center of the thickness direction is recessed. However, as illustrated in FIG. 10, the side surface of the resin layer 115 is configured in the thickness direction. When viewed, it may be stepped. Even in this case, the maximum stress at the interface between the electrostatic chuck 12 and the resin layer 115 (the arrow portion in FIG. 10) can be reduced.
  • An electrostatic chuck with a diameter of 300 mm and a thickness of 4 to 5 mm is provided with 5 heat-resistant resin sheets (polyimide, epoxy or PEEK) having a shear strength of 0.3 MPa or more at 250 ° C. or 200 ° C. and a thickness of 300 mm and a thickness of 50 ⁇ m. Sheets were laminated to obtain a laminate. The number and thickness of the heat-resistant resin sheets were set so that the thermal resistance of the finally obtained multilayered resin layer had a predetermined value. This laminate was wrapped with a highly heat-resistant cloth. This was further put in a resin bagging bag, and the inside of the bag was evacuated. The evacuated bag was put in an autoclave and adhered at 300 ° C. and 1.0 MPa.
  • the heat-resistant resin sheet was welded to the electrostatic chuck and the heat-resistant resin sheets were welded to each other, so that an electrostatic chuck having a multilayered resin layer was formed. After cooling, it was removed from the bag.
  • the resin layer had almost no adhesiveness.
  • an uncured and easily deformable pressure-sensitive adhesive sheet which is a precursor of the stress relaxation layer, was attached to an Al cooling plate having a diameter of 300 mm having a cooling water channel.
  • the pressure-sensitive adhesive sheet a pressure-sensitive adhesive sheet containing 36% by mass of a bisphenol A type epoxy resin, 60% by mass of a carboxyl group-containing acrylic rubber mainly composed of butyl acrylate, and 4% by mass of an amine curing agent was used.
  • the electrostatic chuck on which the multilayer resin layer is laminated and the cooling plate to which the adhesive sheet is attached are overlapped so that the resin layer and the adhesive sheet are in contact with each other. Wrapped in a heat-resistant cloth. This was further put in a resin bagging bag, and the inside of the bag was evacuated. The evacuated bag was put in an autoclave, adhered at 170 ° C. and 0.6 MPa, and then cooled. As a result, a wafer holding table in which the resin layer of the electrostatic chuck was bonded to the cooling plate via the stress relaxation layer was obtained.
  • the thickness of the resin layer of the obtained wafer holder was made of the same material as the resin layer, and was thinner than the thickness of the sample to be compared having a single layer structure having the same thermal resistance as the resin layer.
  • This wafer holder is equivalent to the first embodiment.
  • the present invention can be used for a wafer holder that electrostatically attracts a wafer.

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Abstract

ウエハー保持台１０は、セラミック製の静電チャック１２と金属製の冷却板１４との間に、所定の熱抵抗を有する樹脂層１５とその樹脂層１５よりもヤング率の低い応力緩和層１６とを備えている。樹脂層１５は静電チャック側に、応力緩和層１６は冷却板側に設けられている。樹脂層１５は、樹脂シートが複数枚積層された多層構造である。樹脂層１５の厚みは、樹脂シートと同じ材料で作製された、樹脂層１５と同じ熱抵抗を有する単層構造の比較対象サンプルの厚みよりも薄い。

Description

ウエハー保持台
　本発明は、ウエハー保持台に関する。
　従来より、セラミック製の静電チャックと金属製の冷却板との間に樹脂層と応力緩和層とを備えたウエハー保持台が知られている。例えば特許文献１のウエハー保持台は、樹脂層として第１層と中間層とを備え、応力緩和層として第２層を備えている。第１層は静電チャックに接し、第２層は冷却板に接し、中間層は第１層と第２層との間に位置している。耐熱性については第１層及び中間層が第２層より高く、柔軟性については第２層が第１層及び中間層より高い。
特許第５９４８５１３号公報
　しかしながら、特許文献１では、第１層及び中間層の厚みを考慮していないため、樹脂層が厚くなりすぎることがあった。樹脂層が厚くなりすぎると、樹脂層の最大厚みと最小厚みとの差が大きくなる。その場合、樹脂層の最大厚みの部分ではウエハーの熱は冷却板に伝わりにくく、樹脂層の最小厚みの部分ではウエハーの熱は冷却板に伝わりやすいため、樹脂層の最大厚みと最小厚みとの差が大きいほどウエハーの温度バラツキが大きくなる。
　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、静電チャックと冷却板との間の構造によってウエハーの温度バラツキを抑制することを主目的とする。
　本発明のウエハー保持台は、
　セラミック製の静電チャックと金属製の冷却板との間に、所定の熱抵抗を有する樹脂層と前記樹脂層よりもヤング率の低い応力緩和層とを備え、前記樹脂層が前記静電チャック側に、前記応力緩和層が前記冷却板側に設けられたウエハー保持台であって、
　前記樹脂層は、樹脂シートが複数枚積層された多層構造であり、
　前記樹脂層の厚みは、前記樹脂シートと同じ材料で作製された、前記樹脂層と同じ熱抵抗を有する単層構造の比較対象サンプルの厚みよりも薄い、
　ものである。
　このウエハー保持台では、樹脂層の熱抵抗は、樹脂層と同じ材料で作製され、樹脂層と同じ厚みを有する単層構造の第１樹脂サンプルと比べて、樹脂シート同士の間の界面抵抗の分だけ増える。そのため、樹脂層の厚みは、樹脂層と同じ材料で作製され、樹脂層と同じ熱抵抗を有する単層構造の第２樹脂サンプル（比較対象サンプル）の厚みよりも薄くすることができる。つまり、静電チャックと冷却板との間の樹脂層をこうした多層構造にすることによって、単層構造の比較対象サンプルの厚みよりも薄くすることができ、樹脂層の最大厚みと最小厚みとの差を小さくすることができる。したがって、ウエハーの温度バラツキを抑制することができる。
　本発明のウエハー保持台において、前記樹脂層は、前記樹脂層の側面を厚み方向にみたときに厚み方向の中央が凹んだ形状になっていてもよいし、厚み方向に階段状になっていてもよい。こうすれば、静電チャックと樹脂層との界面における最大応力を小さくすることができる。そのため、静電チャックと樹脂層とが剥がれにくくなる。
　この場合、前記樹脂層は、前記樹脂シートを３枚以上積層した多層構造であることが好ましい。こうすれば、静電チャックと樹脂層との界面における最大応力を十分に小さくすることができる。また、前記樹脂層は、前記樹脂シートを５枚以上積層した多層構造であることがより好ましい。こうすれば、静電チャックと樹脂層との界面における最大応力をほぼ最小にすることができる。
　本発明のウエハー保持台の製法は、
（ａ）セラミック製の静電チャックのうちウエハー載置面とは反対側の面に同じ樹脂シートを複数枚積層したあと加圧加熱することにより、前記静電チャック及び複数枚の前記樹脂シートを溶着させて多層構造の樹脂層にする工程と、
（ｂ）金属製の冷却板の一方の面に応力緩和層を貼り付ける工程と、
（ｃ）前記静電チャックの前記樹脂層と前記冷却板の前記応力緩和層とを当接した状態で加圧加熱することにより、上述したいずれかのウエハー保持台を得る工程と、
　を含むものである。
　工程（ａ）では、ウエハー載置面とは反対側の面に多層構造の樹脂層が貼り付けられた静電チャックが得られる。樹脂シートは薄いため、多層に積層したとしても静電チャックの面に倣いやすくシート同士の接着面から気泡が抜けやすい。したがって、樹脂層の平面度を小さくしやすいし、シート同士を気密に接着することができる。また、樹脂シートの枚数によって樹脂層の熱抵抗を容易に調節することができる。この樹脂層は、樹脂シートが熱硬化されたものであり、接着性をほとんど有していない。工程（ｂ）では、一方の面に応力緩和層が貼り付けられた冷却板が得られる。工程（ｃ）では、静電チャックの樹脂層と冷却板の応力緩和層とを当接した状態で加圧加熱する。この場合、樹脂層に応力緩和層が溶着することによって樹脂層と応力緩和層とが接着される。これにより、ウエハー保持台が得られる。なお、工程（ａ）～（ｃ）を一括して実施してもよい。
　本発明のウエハー保持台の製法において、ウエハー保持台が円板形状の場合、樹脂層の側面を厚み方向にみたときに厚み方向の中央が凹んだ形状になるようにするには、工程（ａ）において、厚み方向の中央の樹脂シートの直径が最小になるようし、厚み方向の中央から端部に向かって樹脂シートの直径が大きくなるようにすればよい。また、樹脂層の側面を厚み方向にみたときに階段状になるようにするには、工程（ａ）において、樹脂シートの直径が段階的に小さくなるようにすればよい。
ウエハー保持台１０の断面図。 樹脂層１５と第１樹脂サンプルＳ１とを対比した説明図。 樹脂シートの枚数と熱抵抗との関係を示すグラフ。 樹脂層１５と第２樹脂サンプルＳ２とを対比した説明図。 ウエハー保持台１０の製造工程図。 ウエハー保持台１０の製造工程図。 ウエハー保持台１０の製造工程図。 ウエハー保持台１１０の断面図。 応力分布測定の結果を示す説明図。 別例の樹脂層１１５の断面図。
［第１実施形態］
　図１は第１実施形態のウエハー保持台１０の断面図、図２は樹脂層１５と第１樹脂サンプルＳ１とを対比した説明図、図３は樹脂シートの枚数と熱抵抗との関係を示すグラフ、図４は樹脂層１５と第２樹脂サンプルＳ２とを対比した説明図である。
　ウエハー保持台１０は、図１に示すように、セラミック製の静電チャック１２と金属製の冷却板１４との間に、樹脂層１５と応力緩和層１６とを備えたものである。樹脂層１５は、所定の熱抵抗を得る機能を主に受け持ち、応力緩和層１６は、静電チャック１２と冷却板１４との熱膨張差によって生じる応力を緩和する機能を主に受け持つ。
　静電チャック１２としては、例えば、アルミナ製や窒化アルミニウム製の円形のセラミック基材に静電電極１２ａとヒーター電極１２ｂとが内蔵された周知のものを用いることができる。静電電極１２ａには、樹脂層１５、応力緩和層１６及び冷却板１４を貫通する給電部材１３ａにより外部から電力が供給される。また、ヒーター電極１２ｂには、樹脂層１５、応力緩和層１６及び冷却板１４を貫通する給電部材１３ｂにより外部から電力が供給される。なお、各給電部材１３ａ，１３ｂは、冷却板１４と電気的に絶縁されている。静電チャック１２の上面は、ウエハー載置面１２ｃである。ウエハー載置面１２ｃに載置されたウエハーＷは、静電電極１２ａの静電気力でその面に吸着保持されると共にヒータ－電極１２ｂによって加熱される。
　冷却板１４としては、冷却液などの冷媒を循環可能な冷媒通路１４ａが内蔵された周知のものを用いることができる。冷却板１４は、熱伝導性のよい材料、例えばアルミニウムやアルミニウム合金などの金属材料の円板で作製されている。冷却板１４は冷媒通路１４ａを内蔵しているため、静電チャック１２を高温にする場合も、冷却板１４は冷媒（例えば冷却液）により低い温度に設定される。
　樹脂層１５は、静電チャック１２と冷却板１４との間のうち静電チャック１２側に設けられている。静電チャック１２は、通常、冷却板１４よりも高温になるため、樹脂層１５は、応力緩和層１６に比べて耐熱性の高い材料で作製される。樹脂層１５は、同じ材料で同じ厚みの樹脂シート１５ａが複数枚積層された多層構造である。樹脂シート１５ａは、２００℃（好ましくは２５０℃）で耐熱を示すポリイミド系樹脂層、エポキシ系樹脂層又はＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂層であることが好ましい。樹脂層１５は、静電チャック１２からの伝熱によりこのような温度まで上昇するおそれがあるからである。ポリイミド系樹脂層は、少なくともイミド結合を有する高分子材料を含む樹脂層である。エポキシ系樹脂層は、反応性のエポキシ基を持つプレポリマーと硬化剤との反応により生成する三次元硬化物を含む樹脂層である。プレポリマーとしては、例えば水素移動型の重付加が可能なものなどが挙げられる。樹脂層１５を構成する樹脂シート１５ａ同士は、気密に接していることが好ましい。ここで、気密に接しているとは、層間にφ１ｍｍ以上の気泡がなく、かつφ１ｍｍ未満の気泡が７０６．５ｃｍ2あたり２０個以下であることをいう。例えば、静電チャック１２の上面から樹脂層１５が透けて見える場合には、目視により気泡の有無を判断してもよい。あるいは、超音波探傷装置にて気泡の有無を調べてもよい。
　樹脂層１５の熱抵抗Ｒｍ[Ｋ／Ｗ］は、所定の熱抵抗に設定されている。樹脂層１５の熱抵抗Ｒｍは、下記式（１）で表される。式（１）において、Ｒｒは、樹脂層１５を構成する複数枚の樹脂シート１５ａの樹脂そのものの熱抵抗であり、Ｒ１は樹脂層１５と静電チャック１２との界面抵抗であり、Ｒ２は樹脂層１５と応力緩和層１６との界面抵抗であり、Ｒ３は接触しあう樹脂シート１５ａ同士の間の界面抵抗である（図２（ａ）又は図４（ａ）参照）。なお、ΣＲ３は、界面抵抗Ｒ３の総和であり、界面抵抗Ｒ３に樹脂シート１５ａの枚数から１を引いた数を乗じた値である。
　Ｒｍ＝Ｒｒ＋Ｒ１＋Ｒ２＋ΣＲ３　…（１）
　樹脂層１５の熱抵抗は、樹脂層１５の厚みを一定にした場合、樹脂層１５を構成する樹脂シート１５ａの枚数が多いほど大きくなる（図３参照）。これは、式（１）のΣＲ３が樹脂シート１５ａの枚数に伴って大きくなるからである。
　ここで、樹脂シート１５ａと同じ材料で作製された、樹脂層１５と同じ厚みの単層構造の第１樹脂サンプルＳ１（図２（ｂ）参照）の熱抵抗Ｒｓ１を考える。この熱抵抗Ｒｓ１は、下記式（２）で表される。式（２）において、Ｒｒは第１樹脂サンプルＳ１の樹脂そのものの熱抵抗（樹脂層１５の樹脂そのものの熱抵抗と同じ）であり、Ｒ１，Ｒ２は式（１）で説明したとおりである。式（１），（２）から、樹脂層１５の熱抵抗Ｒｍは、第１樹脂サンプルＳ１の熱抵抗Ｒｓ１と比べてΣＲ３だけ大きいことがわかる。
　Ｒｓ１＝Ｒｒ＋Ｒ１＋Ｒ２　…（２）
　次に、樹脂シート１５ａと同じ材料で作製された、樹脂層１５と同じ熱抵抗Ｒｍを持つ単層構造の第２樹脂サンプルＳ２（図４（ｂ）参照）の熱抵抗Ｒｓ２を考える。この熱抵抗Ｒｓ２は、下記式（３）で表される。式（３）において、Ｒｒ’は第２樹脂サンプルＳ２の樹脂そのものの熱抵抗であり、Ｒ１，Ｒ２は式（１）で説明したとおりである。熱抵抗Ｒｓ２は熱抵抗Ｒｍと同じであるため、Ｒｒ’は下記式（４）で表される。樹脂そのものの熱抵抗は、樹脂の厚みに依存する。そのため、式（４）から、第２樹脂サンプルＳ２の厚みは樹脂層１５の厚みよりも厚いことがわかる。言い換えると、樹脂層１５の厚みは第２樹脂サンプルＳ２の厚みよりも薄いことがわかる。なお、第２樹脂サンプルＳ２が本発明における「比較対象サンプル」に相当する。
　Ｒｓ２＝Ｒｒ’＋Ｒ１＋Ｒ２　…（３）
　Ｒｒ’＝Ｒｒ＋ΣＲ３　　　　…（４）
　応力緩和層１６は、静電チャック１２と冷却板１４との間のうち冷却板１４側に設けられている。冷却板１４は、通常、静電チャック１２に比べて低温になるため、応力緩和層１６は、樹脂層１５ほど耐熱性は要求されず、その代わりに樹脂層１５に比べてヤング率の低い材料（柔軟性の高い材料）で作製される。これにより、応力緩和層１６は、静電チャック１２と冷却板１４との熱膨張差によって生じる応力を緩和する。応力緩和層１６は、樹脂層１５と気密に接していることが好ましい。気密の程度や測定法については、樹脂層１５のところで説明したとおりである。応力緩和層１６は、エポキシ－アクリル混合樹脂層であることが好ましい。エポキシ－アクリル混合樹脂層は、例えば特開２０１４－１８３０７７号公報に開示されているものを利用することができる。また、応力緩和層１６は、静電チャック１２と冷却板１４との熱膨張差によって生じる応力を緩和する機能を主に受け持つため、単一層であることが好ましく、厚みが０．１～０．４ｍｍであることが好ましい。単一層とは、層を分ける筋が無い層である。応力緩和層１６は、応力緩和層１６の前駆体である複数のシートを積層し、単一層とすることが好ましい。
　次に、上述したウエハー保持台１０の製法の一例を説明する。ここでは、便宜上、給電部材１３ａ，１３ｂについては説明を省略する。図５～図７はウエハー保持台１０の製法の説明図（製造工程図）である。
　まず、図５に示すように、静電チャック１２のうちウエハー載置面１２ｃとは反対側の面に複数枚の樹脂シート１５ａを積層する。このとき、樹脂シート１５ａは薄いため、ウエハー載置面１２ｃに倣いやすく、シート間の気泡も抜けやすい。続いて、これらを密着させる方向に加圧しながら加熱することにより、静電チャック１２と樹脂シート１５ａとを溶着させると共に樹脂シート１５ａ同士を溶着させ、その後、冷却する。加圧しながら加熱する操作は、例えば複数枚の樹脂シート１５ａが積層された静電チャック１２を袋内に入れて袋内を減圧にし、その袋をオートクレーブに入れて加圧しつつ加熱する。加圧時の圧力は０．１～５．０ＭＰａが好ましく、加熱時の温度は１５０～３５０℃が好ましい。これにより、樹脂層１５が固着された静電チャック１２が得られる。冷却後の樹脂層１５は接着性をほとんど有していない。一方、図６に示すように、冷却板１４の一方の面に応力緩和層１６を常温で貼り付ける。これにより、応力緩和層１６が貼り付けられた冷却板１４が得られる。そして、図７に示すように、樹脂層１５が固着された静電チャック１２の樹脂層１５と、応力緩和層１６が貼り付けられた冷却板１４の応力緩和層１６とを重ね合わせて一体物とし、これらを密着させる方向に加圧しながら加熱することにより、樹脂層１５に応力緩和層１６を溶着させ、その後、冷却する。加圧しながら加熱する操作は、例えば一体物を袋内に入れて袋内を減圧にし、その袋をオートクレーブに入れて加圧しつつ加熱する。加圧時の圧力は０．１～１．０ＭＰａが好ましく、加熱時の温度は１００～１７０℃が好ましい。これにより、ウエハー保持台１０が得られる。
　また、図５と図６の工程を一括で実施してもよい。その場合、静電チャック１２と樹脂シート１５ａと応力緩和層１６と冷却板１４を袋内に入れて、袋内を減圧し、その袋をオートクレーブに入れて加圧しつつ加熱する。これによりウエハー保持台１０が得られる。
　以上説明したウエハー保持台１０では、樹脂層１５の熱抵抗Ｒｍは、樹脂層１５と同じ材料で作製され、樹脂層１５と同じ厚みを有する第１樹脂サンプルＳ１の熱抵抗Ｒｓ１と比べて、樹脂シート１５ａ同士の間の界面抵抗Ｒ３の分（ΣＲ３）だけ増える（図２参照）。そのため、樹脂層１５の厚みは、樹脂層１５と同じ材料で作製され、樹脂層１５と同じ熱抵抗を有する単層構造の比較対象サンプルである第２樹脂サンプルＳ２の厚みよりも薄くすることができる（図４参照）。つまり、静電チャック１２と冷却板１４との間の樹脂層１５をこうした多層構造にすることによって、第２樹脂サンプルＳ２の厚みよりも薄くすることができ、樹脂層１５の最大厚みと最小厚みとの差を小さくすることができる。したがって、ウエハーＷの温度バラツキを抑制することができる。
　また、図５～図７に示したウエハー保持台１０の製法において、樹脂シート１５ａは薄いため、多層に積層したとしても静電チャック１２の面に倣いやすくシート同士の接着面から気泡が抜けやすい。したがって、樹脂層１５の平面度を小さくしやすいし、シート同士を気密に接着することができる。また、樹脂シート１５ａの枚数によって樹脂層１５の熱抵抗を容易に調節することができる。
［第２実施形態］
　図８は第２実施形態のウエハー保持台１１０の断面図である。
　ウエハー保持台１１０は、図８に示すように、セラミック製の静電チャック１２と金属製の冷却板１４との間に、樹脂層１１５と応力緩和層１６とを備えたものである。静電チャック１２、冷却板１４及び応力緩和層１６は、第１実施形態と同じものであるため、ここではその説明を省略する。
　樹脂層１１５は、第１実施形態の樹脂層１５と比べて、樹脂層１１５の側面を厚み方向にみたときに厚み方向の中央が凹んだ形状になっている点が異なる以外は、樹脂層１５と同じである。樹脂層１１５が同じ厚みの５枚の樹脂シート１１５ａを積層した多層構造の場合を例に挙げると、樹脂層１１５の上から１番目（静電チャック１２に最も近い側）の樹脂シート１１５ａは静電チャック１２と同じ直径を有し、上から２番目の樹脂シート１１５ａは静電チャック１２よりもやや小さな直径を有し、上から３番目つまり真ん中の樹脂シート１１５ａは静電チャック１２よりも更に小さな直径を有し、上から４番目の樹脂シート１１５ａは上から２番目の樹脂シート１１５ａと同等の直径を有し、上から５番目（応力緩和層１６に最も近い側）の樹脂シート１１５ａは上から１番目の樹脂シート１１５ａと同等の直径を有している。これらの樹脂シート１１５ａは、すべて同じ材料で作製されており、その材料は第１実施形態の樹脂シート１５ａと同様である。また、樹脂層１１５の厚みは、樹脂シート１１５ａと同じ材料で作製された、樹脂層１１５と同じ熱抵抗を有する単層構造の比較対象サンプルの厚みよりも薄くなる。その理由は、第１実施形態で述べたとおりである。
　ここで、樹脂層の厚みを０．５ｍｍ（一定）とし、樹脂層を構成する樹脂シートの枚数を１枚，３枚，５枚，７枚，９枚にした場合の応力分析を行った結果を、図９に示す。この応力分析では、ウエハー保持台の構成ではなく、より簡易な構成の仮想サンプルを用いた。仮想サンプルは、図９に示すように、半径１５０ｍｍのアルミナ円板とアルミニウム円板とを樹脂層で接着したものである。応力分析は、アルミナ円板とアルミニウム円板とを樹脂シートを介して３００℃で接着したあと２５℃まで降温した際に生じる応力分布を測定することにより実施した。応力分布は、点線の四角で囲った出力箇所を測定することにより求めた。３枚以上の樹脂シートを用いた場合、樹脂層の厚み方向の中央に位置する樹脂シートの半径（凹み部分の半径）を１４９．２ｍｍとした。
　図９に示す表に応力分布測定の結果を示す。樹脂層が単層（つまりシート枚数１枚）の場合、樹脂層全体における最大応力の発生箇所はアルミナ円板と樹脂層との界面の外縁であり、その値は１９．６ＭＰａであった。アルミナ円板と樹脂層との界面の外縁にこうした大きな応力が発生すると、その界面で剥がれが発生しやすくなるため好ましくない。これに対して、樹脂層が多層（つまりシート枚数が３枚以上）の場合、最大応力の発生箇所はアルミナ円板と樹脂層との界面ではなく厚み方向の中央の凹んだ部分であり、その値は１９．２～２１．０ＭＰａであった。また、アルミナ円板と樹脂層との界面における最大応力は４．７８～５．４１ＭＰａであり、樹脂層が単層の場合に比べて極めて小さかった。これより、樹脂層が３枚以上の樹脂シートから構成されている場合には、アルミナ円板と樹脂層との界面で剥がれが発生しにくいことがわかった。特に、樹脂層のシート枚数を５枚以上にすれば、アルミナ円板と樹脂層との界面における最大応力が約４．８ＭＰａと最小値に達するため、より好ましい。
　以上説明したウエハー保持台１１０では、上述した第１実施形態と同様、樹脂層１１５の厚みを比較対象サンプル（樹脂層１１５と同じ材料で作製され、樹脂層１１５と同じ熱抵抗を有する単層構造のサンプル）の厚みよりも薄くすることができ、樹脂層１５の最大厚みと最小厚みとの差を小さくすることができる。したがって、ウエハーＷの温度バラツキを抑制することができる。
　また、上述した第１実施形態と同様、樹脂シート１１５ａは薄いため、多層に積層したとしても静電チャック１２の面に倣いやすくシート同士の接着面から気泡が抜けやすい。したがって、樹脂層１１５の平面度を小さくしやすいし、シート同士を気密に接着することができる。また、樹脂シート１１５ａの枚数によって樹脂層１１５の熱抵抗を容易に調節することができる。
　更に、樹脂層１１５は、樹脂層１１５の側面を厚み方向にみたときに厚み方向の中央が凹んだ形状になっているため、静電チャック１２と樹脂層１１５との界面における最大応力を小さくすることができる。そのため、静電チャック１２と樹脂層１１５とが剥がれにくくなる。特に、樹脂層１１５を構成する樹脂シート１１５ａの枚数を３枚以上にすると、上述した界面における最大応力を十分に小さくすることができるため、好ましい。その枚数を５枚以上にすると、上述した界面における最大応力をほぼ最小にすることができるため、より好ましい。
　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、上述した実施形態では、複数枚の樹脂シート１５ａはすべて同じ厚みのものを例示したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば複数枚のうち少なくとも１枚が異なる厚みであってもよい。この点は複数枚の樹脂シート１１５ａについても同様である。
　上述したウエハー保持台１０では、静電チャック１２として静電電極１２ａとヒーター電極１２ｂとを埋設したものを用いたが、更にＲＦ電極を埋設したものを用いてもよい。
　上述したウエハー保持台１０では、樹脂層１１５の側面を厚み方向にみたときに厚み方向の中央が凹んだ形状になるようにしたが、図１０に示すように樹脂層１１５の側面を厚み方向にみたときに階段状になるようにしてもよい。この場合でも、静電チャック１２と樹脂層１１５との界面（図１０の矢印部分）における最大応力を小さくすることができる。
　直径３００ｍｍ、厚み４～５ｍｍの静電チャックに、２５０℃又は２００℃で０．３ＭＰａ以上のせん断強度を持ち、直径３００ｍｍで厚み５０μｍの耐熱性樹脂シート（ポリイミド系、エポキシ系又はＰＥＥＫ）を５枚積層し、積層体とした。耐熱性樹脂シートの枚数や厚みは、最終的に得られる多層構造の樹脂層の熱抵抗が所定の値になるように設定した。この積層体を耐熱性の高い布で包んだ。これを更に樹脂製のバギング袋に入れ、袋内を真空引きした。真空引きした袋をオートクレーブに入れ、３００℃、１．０ＭＰａにて接着した。これにより、静電チャックに耐熱性樹脂シートが溶着すると共に耐熱性樹脂シート同士が溶着して、多層構造の樹脂層が積層された静電チャックになった。これを冷却したあと、袋から取り出した。なお、樹脂層はほとんど接着性を有しなかった。
　次に、冷却水路を有する直径３００ｍｍのＡｌ製の冷却板に応力緩和層の前駆体である未硬化で変形容易な粘着シートを貼り付けた。ここでは、粘着シートとして、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を３６質量％、ブチルアクリレートを主成分とするカルボキシル基含入アクリルゴムを６０質量％、アミン系硬化剤を４質量％含む粘着シートを用いた。
　次に、多層構造の樹脂層が積層された静電チャックと粘着シートが貼り付けられた冷却板とを、樹脂層と粘着シートとが接触するように重ね合わせて一体物とし、この一体物を耐熱性の高い布で包んだ。これを更に樹脂製のバギング袋に入れ、袋内を真空引きした。真空引きした袋をオートクレーブに入れ、１７０℃、０．６ＭＰａにて接着し、その後冷却した。これにより、静電チャックの樹脂層が冷却板と応力緩和層を介して接着されたウエハー保持台を得た。得られたウエハー保持台の樹脂層の厚みは、その樹脂層と同じ材料で作製され、その樹脂層と同じ熱抵抗を有する単層構造の比較対象サンプルの厚みよりも薄かった。このウエハー保持台は、第１実施形態に相当するものである。
　これとは別に、直径３００ｍｍで厚み５０μｍのサイズ大の耐熱性樹脂シートを２枚、直径２９９．２ｍｍで厚み５０μｍのサイズ中の耐熱性樹脂シートを２枚、直径２９８．４ｍｍで厚み５０μｍのサイズ小の耐熱性樹脂シートを１枚用意した。そして、上述した静電チャックに、サイズ大、サイズ中、サイズ小、サイズ中、サイズ大の耐熱性樹脂シートをこの順に積層し、この積層体を上述した方法で加圧加熱した。この積層体の樹脂層と、上述した粘着シートが貼り付けられた冷却板とを、樹脂層と粘着シートとが接触するように重ね合わせて一体物とし、この一体物を上述した方法で加圧加熱した。これにより、第２実施形態に相当するウエハー保持台を得た。
　なお、本発明は、上述した実施例に何ら限定されるものではない。
  本出願は、２０１８年３月１３日に出願された日本国特許出願第２０１８－４５１７２号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。
　本発明は、ウエハーを静電吸着するウエハー保持台に利用可能である。
１０，１１０　ウエハー保持台、１２　静電チャック、１２ａ　静電電極、１２ｂ　ヒーター電極、１２ｃ　ウエハー載置面、１３ａ　給電部材、１３ｂ　給電部材、１４　冷却板、１４ａ　冷媒通路、１５，１１５　樹脂層、１５ａ，１１５ａ　樹脂シート、１６　応力緩和層、Ｓ１　第１樹脂サンプル、Ｓ２　第２樹脂サンプル。

Claims (4)

  1. 　セラミック製の静電チャックと金属製の冷却板との間に、所定の熱抵抗を有する樹脂層と前記樹脂層よりもヤング率の低い応力緩和層とを備え、前記樹脂層が前記静電チャック側に、前記応力緩和層が前記冷却板側に設けられたウエハー保持台であって、
    　前記樹脂層は、樹脂シートが複数枚積層された多層構造であり、
    　前記樹脂層の厚みは、前記樹脂シートと同じ材料で作製された、前記樹脂層と同じ熱抵抗を有する単層構造の比較対象サンプルの厚みよりも薄い、
    　ウエハー保持台。
  2. 　前記樹脂層は、前記樹脂層の側面を厚み方向にみたときに厚み方向の中央が凹んだ形状になっているか厚み方向に階段状になっている、
    　請求項１に記載のウエハー保持台。
  3. 　前記樹脂層は、前記樹脂シートが３枚以上積層されている、
    　請求項２に記載のウエハー保持台。
  4. 　前記樹脂層は、前記樹脂シートが５枚以上積層されている、
    　請求項３に記載のウエハー保持台。
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