JP6805032B2

JP6805032B2 - 保持装置の製造方法

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Publication number: JP6805032B2
Application number: JP2017044769A
Authority: JP
Inventors: 保明公門
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2020-12-23
Anticipated expiration: 2037-03-09
Also published as: JP2018148162A

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の製造方法に関する。

半導体製造装置用部品として、加熱装置が用いられる。加熱装置は、例えば、内部にヒータを有し、所定の方向に略直交する第１の表面と、第１の表面とは反対側の第２の表面とを有する板状の保持部材と、保持部材の第２の表面と対向する第３の表面を有するベース部材と、保持部材とベース部材との間に配置され、保持部材の第２の表面とベース部材の第３の表面とを接着する接着層とを備える。保持部材の第１の表面（保持面）にウェハが配置される。加熱装置は、ヒータに電圧が印加されることにより発生する熱を利用して、第１の表面に配置されたウェハを加熱する。

加熱装置の中には、保持部材の第２の表面とベース部材の第３の表面とのそれぞれが段差形状を有する構成になっているものがある（例えば、特許文献１参照）。具体的には、保持部材の第２の表面は、第２の表面の中央側に位置する中央部分と、該中央部分に対して上記所定の方向の一方側にずれた位置に位置し、かつ、上記所定の方向視で中央部分の外周全体を囲む外周部分とを含む。ベース部材の第３の表面は、第２の表面の中央部分と対向する対向中央部分と、第２の表面の外周部分と対向し、対向中央部分に対して上記所定の方向の上記一方側にずれた位置に位置し、上記所定の方向視で対向中央部分の外周全体を囲む対向外周部分と、を含む。第２の表面の中央部分と第３の表面の対向中央部分と（以下、まとめて「中央部分同士」ともいう）は、中央側の接着層によって接着されており、第２の表面の外周部分と第３の表面の対向外周部分と（以下、まとめて「外周部分同士」ともいう）は、外周側の接着層によって接着されている。

特開２００８−２４４２７４号公報

上記加熱装置のように、保持部材の第２の表面とベース部材の第３の表面とのそれぞれが段差形状を有する構成では、例えば第２の表面の段差寸法と第３の表面の段差寸法との公差等によって、第２の表面と第３の表面とにおける中央部分同士の対向関係（例えば対向姿勢や対向距離等）と外周部分同士の対向関係とが互いに異なることがある。このような加熱装置の製造方法として、保持部材とベース部材とを接着する際、ペースト状の接着剤を用いる方法とシート状の接着剤を用いる方法とがある。

ペースト状の接着剤を用いる方法では、ペースト状の接着剤は流動性が相対的に高いため、特にウェハを保持する第１の表面の平面度に影響し易い中央部分の対向関係の変動を抑制することができず、第１の表面の平面度の低下を抑制できない可能性が高い。一方、シート状の接着剤を用いる方法では、シート状の接着剤は定形性が比較的に高いため、特に対向関係が大きく変動し易い外周部分同士において接着不良が生じる可能性が高い。すなわち、従来の製造方法では、第１の表面の平面度の確保と外周部分の接着性の確保とを両立させることができず、改善の余地があった。

なお、このような課題は、加熱装置に限らず、静電チャック等の他の保持装置であっても、保持部材とベース部材とを備え、互いに対向する接着対象面が段差形状を有する構成であれば共通の課題である。

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の製造方法は、第１の方向に略直交する第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保持部材であって、前記第２の表面は、前記第２の表面の中央側に位置する中央部分と、前記中央部分に対して前記第１の方向の一方側にずれた位置に位置し、かつ、前記第１の方向視で前記中央部分の外周全体を囲む外周部分とを含む、保持部材と、前記保持部材の前記第２の表面と対向する第３の表面を有し、前記第３の表面は、前記第２の表面の前記中央部分と対向する対向中央部分と、前記第２の表面の前記外周部分と対向し、前記対向中央部分に対して前記第１の方向の前記一方側にずれた位置に位置し、前記第１の方向視で前記対向中央部分の外周全体を囲む対向外周部分と、を含む、ベース部材と、前記第２の表面の前記中央部分と前記第３の表面の前記対向中央部分との間に配置された中央側接着層と、前記第２の表面の前記外周部分と前記第３の表面の前記対向外周部分との間に配置された外周側接着層と、を備え、前記保持部材の前記第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、前記保持部材と前記ベース部材とを準備する工程と、前記第２の表面の前記中央部分と前記第３の表面の前記対向中央部分との少なくとも一方に、シート状の接着剤を貼り付ける工程と、前記第２の表面の前記外周部分と前記第３の表面の前記対向外周部分との少なくとも一方に、ペースト状の接着剤を塗布する工程と、前記保持部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面とを、前記シート状の接着剤と前記ペースト状の接着剤とを介して、重ねる工程と、前記シート状の接着剤を硬化させて前記中央側接着層を形成し、前記ペースト状の接着剤を硬化させて前記外周側接着層を形成することによって前記保持部材と前記ベース部材とを接着する工程と、を備える。シート状の接着剤は、ペースト状の接着剤に比べて、定形性が高い。このため、シート状の接着剤を用いて２つの接着対象面を接着する際、２つの接着対象面を所望の対向関係（対向姿勢や対向幅等）で接着できる可能性が高い。一方、ペースト状の接着剤は、シート状の接着剤に比べて、流動性が高い。このため、ペースト状の接着剤を用いて２つの接着対象面を接着する際、２つの接着対象面の対向関係の変動に対してペースト状の接着剤の形状が柔軟に変化することによって２つの接着対象面の接着不良を抑制できる。ここで、保持部材側の接着対象面とベース部材側の接着対象面とのそれぞれが、中央部分と外周部分とが段差を介して配置された段差形状を有する構成では、例えば両接着対象面における２つの段差寸法同士の公差等によって、両接着対象面における中央部分同士の対向関係と外周部分同士の対向関係とが互いに異なることがある。仮に、中央部分同士と外周部分同士との両方の接着に、ペースト状の接着剤を用いる場合、対象物を保持する第１の表面の平面度に特に影響し易い中央部分同士の対向関係の変動を抑制することができず、第１の表面の平面度の低下を抑制できない可能性が高い。また、中央部分同士と外周部分同士との両方の接着に、シート状の接着剤を用いる場合、特に対向関係が大きく変動し易い外周部分同士において接着不良が生じる可能性が高い。これらに対して、本保持装置の製造方法によれば、保持部材とベース部材との中央部分同士の接着には、定形性が高いシート状の接着剤を用い、外周部分同士の接着には、流動性が高いペースト状の接着剤を用いることにより、第１の表面の平面度の確保と外周部分同士の接着性の確保とを両立させ、保持装置全体として第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）上記保持装置の製造方法において、前記ペースト状の接着剤を貼り付ける工程において、前記ペースト状の接着剤の前記第１の方向の厚さは、前記シート状の接着剤の前記第１の方向の厚さより厚くなるように、前記ペースト状の接着剤を塗布する構成としてもよい。本保持装置の製造方法によれば、ペースト状の接着剤の第１の方向の厚さが相対的に薄い場合に比べて、外周部分同士の対向関係の変動に対するペースト状の接着剤の柔軟性が向上するため、外周部分同士の対向関係の変動による外周部分同士の接着不良を抑制することができる。

（３）上記保持装置の製造方法において、さらに、前記保持部材と前記ベース部材とを接着する工程において、前記外周側接着層の前記第１の方向の厚さは、前記中央側接着層の前記第１の方向の厚さより厚くなるように、前記外周側接着層を形成する構成としてもよい。本保持装置の製造方法によれば、外周側接着層が相対的に薄い場合に比べて、保持部材とベース部材との熱膨張率の差によるせん断応力に対する外周側接着層の柔軟性が向上するため、特にせん断応力が大きく作用し易い外周部分同士の剥離を抑制することができる。

（４）上記保持装置の製造方法において、前記シート状の接着剤の主成分と前記ペースト状の接着剤の主成分とは同種の材料である構成としてもよい。本保持装置の製造方法によれば、シート状の接着剤の主成分とペースト状の接着剤の主成分とは、同種の材料であるため、保持部材とベース部材とを接着する工程において、シート状の接着剤とペースト状の接着剤とを同時期に硬化させることができる。これにより、例えば、シート状の接着剤だけが先に硬化することによって中央部分同士の対向関係の変動を抑制しつつ第１の表面の平面度の確保はできたが、外周部分の接着性の確保ができなかったり、ペースト状の接着剤だけが先に硬化することによって、外周部分の接着性の確保はできたが、中央部分同士の対向関係の変動により保持面の平面度の確保ができなかったりすることを抑制することができる。

（５）上記保持装置の製造方法において、前記保持部材の前記第２の表面における前記中央部分と前記外周部分とを繋ぐ側壁部分と、前記側壁部分と対向し、前記ベース部材の前記第３の表面における前記対向中央部分と前記対向外周部分とを繋ぐ対向側壁部分との間には、前記第１の方向視で全周にわたって空間が形成されていることを特徴とする構成としてもよい。仮に、保持部材の側壁部分とベース部材の対向側壁部分との間に空間が存在せずに互いに接着されている場合、特に、保持部材の側壁部分とベース部材の対向側壁部分との隙間が狭い部分では接着部分が薄いため、接着部分の剥がれが発生し易い。接着部分の剥がれが発生すると、その接着部分が剥がれた箇所と接着部分が剥がれていない箇所とで熱伝達の特性が異なることにより、保持装置全体として第１の表面における温度分布の均一性が低下するおそれがある。これに対して、本保持装置の製造方法によれば、側壁部分と対向側壁部分との間に空間が存在するので、接着部分の剥がれが部分的に発生することに起因して第１の表面における温度分布の均一性が低下することを抑制することができる。

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、例えば静電チャック、加熱装置（サセプタ）や真空チャック等の保持装置、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。

本実施形態における加熱装置１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。本実施形態における加熱装置１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。本実施形態における加熱装置１００の製造方法を示すフローチャートである。接着前の保持部材１０およびベース部材２０のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。接着後の保持部材１０およびベース部材２０のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。

Ａ．実施形態：
Ａ−１．加熱装置１００の構成：
図１は、本実施形態における加熱装置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加熱装置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、加熱装置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。なお、加熱装置１００は、特許請求の範囲における保持装置に相当する。

加熱装置１００は、対象物（例えば、半導体ウェハＷ）を保持しつつ所定の処理温度（例えば、２５０℃程度）に加熱する装置であり、静電チャックとも呼ばれる。加熱装置１００は、例えばエッチング装置（プラズマエッチング装置等）といった半導体製造装置の一部として使用される。以下の説明では、加熱装置１００が、プラズマエッチング装置（図示せず）の一部として使用される場合を例に挙げて説明する。具体的には、加熱装置１００は、真空チャンバー（図示せず）内に配置されており、加熱装置１００の上方にシャワーヘッド（図示せず）が配置されている。シャワーヘッドは、加熱装置１００に保持された半導体ウェハＷに向けてプロセスガス（例えばエッチング用の反応ガス）を噴出する。

図１および図２に示すように、加熱装置１００は、保持部材１０と、ベース部材２０と、保持部材１０とベース部材２０との間に配置され、保持部材１０とベース部材２０とを接着する接着層３０と、フォーカスリング７０とを備える。

（保持部材１０）
保持部材１０は、所定の方向（本実施形態では上下方向、すなわちＺ軸方向）に略直交する保持面Ｓ１および保持側接着面Ｓ２を有する略円板状の部材である。上記所定の方向（上下方向）は、特許請求の範囲における第１の方向に相当し、保持面Ｓ１は、半導体ウェハＷが保持される面であり、特許請求の範囲における第１の表面に相当し、保持側接着面Ｓ２は、上下方向において保持面Ｓ１とは反対側の面であり、特許請求の範囲における第２の表面に相当する。

保持部材１０の具体的な形状は次の通りである。保持部材１０は、保持本体１２と、フランジ部１４とを含む。保持本体１２は、略円盤状であり、円形状の上面が上述した保持面Ｓ１である。フランジ部１４は、保持本体１２の下側部分の外周面から該保持本体１２の径方向外側に張り出するように保持本体１２の全周にわたって形成されている。このため、フランジ部１４の直径は、保持本体１２の直径より大きい。また、フランジ部１４の上面（以下、「フランジ面ＳＦ」という）は、上下方向（Ｚ方向）視で保持面Ｓ１の外周全体を囲む円環状の平面であり、保持面Ｓ１に対して下方向側（Ｚ軸負方向側）にずれた位置に位置している。フランジ面ＳＦは、保持面Ｓ１に略平行である。

また、保持部材１０の保持側接着面Ｓ２は、中央側に凹所が形成された段差形状を有する。具体的には、保持側接着面Ｓ２は、保持側中央部分Ｓ２Ａと、保持側外周部分Ｓ２Ｂとを含む。保持側中央部分Ｓ２Ａは、保持側接着面Ｓ２の中央側に位置する円形状の平面であり、保持面Ｓ１に略平行である。保持側外周部分Ｓ２Ｂは、上下方向（Ｚ方向）視で保持側中央部分Ｓ２Ａの外周全体を囲む円環状の平面であり、保持側中央部分Ｓ２Ａに対して下方向側（Ｚ軸負方向側）にずれた位置に位置している。保持側外周部分Ｓ２Ｂは、保持側中央部分Ｓ２Ａに略平行である。以下、保持側中央部分Ｓ２Ａと保持側外周部分Ｓ２Ｂとを繋ぐ保持本体１２の外周面を、以下、「保持側側壁部分Ｃ１」という（図５参照）。保持側中央部分Ｓ２Ａは、特許請求の範囲における中央部分に相当し、保持側外周部分Ｓ２Ｂは、特許請求の範囲における外周部分に相当し、下方向側（Ｚ軸負方向側）は、特許請求の範囲における第１の方向の一方側に相当し、保持側側壁部分Ｃ１は、特許請求の範囲における側壁部分に相当する。

なお、図２に示すように、保持部材１０の保持面Ｓ１（保持本体１２）の直径は、半導体ウェハＷの直径より若干小さいことが好ましい。保持面Ｓ１（保持本体１２）の直径は、例えば１００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下程度であり、保持部材１０の厚さ（上下方向における長さ保持面Ｓ１から保持側外周部分Ｓ２Ｂまでの上下方向における長さ）は、例えば２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下程度である。

保持部材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、後述するベース部材２０の形成材料との関係等の観点から、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ_２Ｏ_３）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。

また、保持部材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）により形成された抵抗発熱体で構成された内側ヒータ５０およびチャック電極（図示せず）が設けられている。内側ヒータ５０に電源（図示せず）から電圧が印加されると、内側ヒータ５０が発熱することによって保持部材１０が温められ、保持部材１０の保持面Ｓ１に保持された半導体ウェハＷが温められる。これにより、半導体ウェハＷの温度制御が実現される。なお、内側ヒータ５０は、保持面Ｓ１をできるだけ満遍なく温めるため、例えばＺ方向視で略同心円状に配置されている。

（ベース部材２０）
ベース部材２０は、上下方向（Ｚ軸方向）に略直交するベース側接着面Ｓ３および下面Ｓ４を有する略円柱状の部材である。ベース側接着面Ｓ３は、中央側に凸部が形成された段差形状を有する。具体的には、ベース側接着面Ｓ３は、ベース側中央部分Ｓ３Ａと、ベース側外周部分Ｓ３Ｂとを含む。ベース側中央部分Ｓ３Ａは、ベース側接着面Ｓ３の中央側に位置する円形状の平面である。ベース側外周部分Ｓ３Ｂは、上下方向（Ｚ方向）視でベース側中央部分Ｓ３Ａの外周全体を囲む円環状の平面であり、ベース側中央部分Ｓ３Ａに対して下方向側（Ｚ軸負方向側）にずれた位置に位置している。ベース側外周部分Ｓ３Ｂは、ベース側中央部分Ｓ３Ａに略平行である。以下、ベース側中央部分Ｓ３Ａとベース側外周部分Ｓ３Ｂとを繋ぐ２０の外周面を、以下、「ベース側側壁部分Ｃ２」という（図５参照）。ベース側中央部分Ｓ３Ａは、特許請求の範囲における対向中央部分に相当し、ベース側外周部分Ｓ３Ｂは、特許請求の範囲における対向外周部分に相当し、ベース側側壁部分Ｃ２は、特許請求の範囲における対向側壁部分に相当する。

ベース部材２０におけるベース側中央部分Ｓ３Ａおよびベース側側壁部分Ｃ２の外径は、保持部材１０における保持側中央部分Ｓ２Ａおよび保持側側壁部分Ｃ１の外径より若干小さい。このため、図２に示すように、ベース部材２０のベース側接着面Ｓ３における上記凸部が、保持部材１０の保持側接着面Ｓ２における上記凹所内に収容可能であり、また、該凸部が該凹所内に収容された状態で、保持側側壁部分Ｃ１とベース側側壁部分Ｃ２との間に、保持本体１２の全周にわたって空間Ｑが確保されている（図５参照）。ベース部材２０の高さ（上下方向における長さ）は、例えば３０ｍｍ以上、９０ｍｍ以下程度であり、ベース部材２０の外径は、例えば１００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下程度である。

ベース部材２０の形成材料としては、種々の複合材料が用いられ得るが、例えばアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金が用いられることが好ましい。また、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を主成分とする多孔質セラミックスに、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金を溶融して加圧浸透させた複合材料を用いるとしてもよい。アルミニウム合金は、Ｓｉ（ケイ素）やＭｇ（マグネシウム）を含んでいてもよいし、性質等に影響の無い範囲でその他の元素を含んでいてもよい。

ベース部材２０には、高周波電源８０が電気的に接続されている。高周波電源８０により、プラズマ発生用の高周波電圧がベース部材２０に印加されると、例えばアノード電極を備えるシャワーヘッドとベース部材２０との間で、保持部材１０および半導体ウェハＷを介して、プラズマが発生し、このプラズマにより、シャワーヘッドから噴出されたプロセスガスが活性され、半導体ウェハＷに対してエッチング処理が施される。

（接着層３０）
接着層３０は、中央側接着層３０Ａと、外周側接着層３０Ｂとを含む。中央側接着層３０Ａは、保持部材１０の保持側中央部分Ｓ２Ａと、ベース部材２０のベース側中央部分Ｓ３Ａとの間に配置され、保持側中央部分Ｓ２Ａとベース側中央部分Ｓ３Ａとを接着する。中央側接着層３０Ａの上下方向視の外形は、保持側中央部分Ｓ２Ａおよびベース側中央部分Ｓ３Ａの形状に対応した略円形状である。外周側接着層３０Ｂは、保持部材１０の保持側外周部分Ｓ２Ｂと、ベース部材２０のベース側外周部分Ｓ３Ｂとの間に配置され、保持側外周部分Ｓ２Ｂとベース側外周部分Ｓ３Ｂとを接着する。外周側接着層３０Ｂの上下方向視の外形は、保持側外周部分Ｓ２Ｂおよびベース側外周部分Ｓ３Ｂの形状に対応した略円環状である。

接着層３０（中央側接着層３０Ａおよび外周側接着層３０Ｂ）は、例えば、有機系接着剤を含んでいる。接着層３０に含まれる有機系接着剤として、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種々の有機系接着剤が用いられ得るが、比較的耐熱性が高く、かつ、柔らかいシリコーン系樹脂を主成分とする有機系接着剤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、接着層３０に含まれる接着成分（有機系接着剤）における含有割合（重量割合）の最も多い成分である。接着層３０には、接着成分の他に、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）や添加剤（カップリング剤等）が含まれていてもよい。接着層３０の厚さは、例えば０．０３ｍｍ以上、１ｍｍ以下程度である。

なお、以上のように、加熱装置１００では、保持部材１０の保持側接着面Ｓ２は、中央側に凹所が形成された段差形状を有し、ベース部材２０のベース側接着面Ｓ３は、中央側に凸部が形成された段差形状を有し、保持側接着面Ｓ２の凹所内にベース側接着面Ｓ３の凸部が収容されるようにして保持部材１０とベース部材２０とが重ねられている。このような構成であれば、保持部材１０に凹所が形成されている分だけ、相対的に導電性が低い保持本体１２の厚さが薄いため、高周波電源８０によってベース部材２０に印加された高周波電圧により、真空チャンバー内においてプラズマを効果的に発生させることができる。

（フォーカスリング７０）
フォーカスリング７０は、例えば略円環平面の板状部材であり、上下方向視で保持部材１０のフランジ面ＳＦを全周にわたって覆うように配置されている。フォーカスリング７０は、例えば石英等の耐熱性の高い材質により形成されている。フォーカスリング７０の内周面には、フォーカスリング７０の径方向内側に突出した凸部７２が全周にわたって形成されている。凸部７２は、保持部材１０の保持面Ｓ１より下側に位置し、保持部材１０の保持本体１２の全周を囲むように配置されている。フォーカスリング７０の凸部７２が形成されていない上側部分は、保持部材１０の保持面Ｓ１に保持された半導体ウェハＷの周囲を囲むように位置している。凸部７２の内径は、保持本体１２の直径より大きく、半導体ウェハＷおよびフランジ部１４の直径より小さい。すなわち、上下方向（Ｚ軸方向）視で、半導体ウェハＷの周縁部分と凸部７２とが全周にわたって重なっている。また、フォーカスリング７０の凸部７２が形成されていない上側部分の内径は、半導体ウェハＷの直径より大きく、フランジ部１４の直径より小さい。また、フォーカスリング７０の外径は、フランジ部１４の外径と略同一、または、フランジ部１４の外径より大きい。このように、上下方向（Ｚ軸方向）視で、保持本体１２の保持面Ｓ１の全面が、半導体ウェハＷにより覆われ、フランジ部１４のフランジ面ＳＦの全面が、半導体ウェハＷの外縁部分とフォーカスリング７０とによって覆われている。これにより、保持部材１０は、真空チャンバー内で発生したプラズマに直接晒されることが回避されるため、プラズマからのイオンアタックにより保持部材１０が損傷することが抑制される。

なお、上述のように、保持部材１０には、保持面Ｓ１より下側に位置するフランジ部１４が備えられており、このフランジ部１４のフランジ面ＳＦ上にフォーカスリング７０が配置される。このような構成により、保持部材１０がフランジ部１４を備えない構成に比べて、保持部材１０の保持面Ｓ１から保持側接着面Ｓ２までの沿面距離が長いため、シャワーヘッドから噴出されたプロセスガスが、接着層３０（シート状接着剤３２およびペースト状接着剤３４）に侵入して接着層３０が腐食することが抑制される。また、ベース部材２０のベース側外周部分Ｓ３Ｂの外側には全周にわたって、該ベース側外周部分Ｓ３Ｂより一段下側に位置する段差面Ｓ３Ｃが形成されている。この段差面Ｓ３Ｃと保持部材１０の保持側外周部分Ｓ２Ｂとの間に、シール部材としてのＯリング２２が押圧状態で配置されている。これにより、プロセスガスが、接着層３０（シート状接着剤３２およびペースト状接着剤３４）に侵入することがより確実に抑制されている。

Ａ−２．加熱装置１００の製造方法：
次に、本実施形態における加熱装置１００の製造方法を説明する。図３は、本実施形態における加熱装置１００の製造方法を示すフローチャートである。また、図４は、接着前の保持部材１０およびベース部材２０のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図であり、図５は、接着後の保持部材１０およびベース部材２０のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。

まず、上述の保持部材１０とベース部材２０とを準備する（Ｓ１１０）。なお、保持部材１０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ため、ここでは、保持部材１０等の製造方法の説明を省略する。次に、ペースト状接着剤３４を、保持部材１０の保持側外周部分Ｓ２Ｂとベース部材２０のベース側外周部分Ｓ３Ｂとの少なくとも一方に塗布する（Ｓ１２０）。すなわち、ペースト状接着剤３４は、保持側外周部分Ｓ２Ｂおよびベース側外周部分Ｓ３Ｂの両方に塗布されてもよいし、保持側外周部分Ｓ２Ｂだけに塗布されてもよいし、ベース側外周部分Ｓ３Ｂだけに塗布されてもよい。また、ペースト状接着剤３４は、例えばスクリーン印刷により塗布するとしてもよい。ペースト状接着剤３４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。ペースト状接着剤３４は、粘度が比較的に高いため、ある程度の厚さを確保したり、厚さを均一にしたりすることが容易である。

また、シート状接着剤３２を、保持部材１０の保持側中央部分Ｓ２Ａとベース部材２０のベース側中央部分Ｓ３Ａとの少なくとも一方に貼り付ける（Ｓ１３０）。すなわち、シート状接着剤３２は、保持側中央部分Ｓ２Ａおよびベース側中央部分Ｓ３Ａの両方に貼り付けてもよいし、保持側中央部分Ｓ２Ａだけに貼り付けてもよいし、ベース側中央部分Ｓ３Ａだけに貼り付けてもよい。ベース側中央部分Ｓ３Ａまたは保持側中央部分Ｓ２Ａにシート状接着剤３２を貼り付けることにより、シート状接着剤３２がベース側中央部分Ｓ３Ａまたは保持側中央部分Ｓ２Ａに馴染んで、ベース側中央部分Ｓ３Ａまたは保持側中央部分Ｓ２Ａにおける表面の凹凸やうねりが緩和される。シート状接着剤３２は、上記ペースト状の接着剤を、硬化処理によって半硬化させた接着シートである。すなわち、本実施形態では、シート状接着剤３２の主成分とペースト状接着剤３４の主成分とは同種の材料である。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水分を付与する処理が行われる。また、Ｓ１２０の工程とＳ１３０の工程とは同時に実施されてもよいし、Ｓ１３０の処理がＳ１２０の処理より先に実施されてもよい。

また、Ｓ１２０の工程およびＳ１３０の工程（保持部材１０とベース部材２０との重ね合わせる前）において、図４に示すように、ペースト状接着剤３４の厚さＤ２（上下方向の長さ）は、シート状接着剤３２の厚さＤ１より厚くなるように、ペースト状接着剤３４が塗布されることが好ましい。なお、ペースト状接着剤３４の厚さＤ２は、保持部材１０とベース部材２０とを重ね合わせた後に設計上想定される保持側外周部分Ｓ２Ｂとベース側外周部分Ｓ３Ｂとの間の上下方向の離間距離（図５に示す後述の外周側接着層３０Ｂの厚さＤ２α）より厚いことが好ましい。

次に、保持部材１０の保持側接着面Ｓ２とベース部材２０のベース側接着面Ｓ３とを、シート状接着剤３２とペースト状接着剤３４とを介して、重ねる（Ｓ１４０）。これにより、シート状接着剤３２が保持側中央部分Ｓ２Ａとベース側中央部分Ｓ３Ａとの間に挟まれるように配置され、ペースト状接着剤３４が保持側外周部分Ｓ２Ｂとベース側外周部分Ｓ３Ｂとの間に挟まれるように配置される。

ここで、シート状接着剤３２は、シート状であるため、ペースト状接着剤３４に比べて、定形性が高い。このため、シート状接着剤３２を用いて２つの接着対象面を接着する際、２つの接着対象面を、該シート状接着剤３２の形状に応じた所望の対向関係（２つの接着対象面の対向姿勢や対向幅等）で接着できる可能性が高い。例えば、２つの接着対象面の平面度を保ちつつ、２つの接着対象面を接着することができる。その反面、シート状接着剤３２は、ペースト状接着剤３４に比べて、流動性（柔軟性）が低い。このため、２つの接着対象面を接着する際、２つの接着対象面の対向関係が変動すると、シート状接着剤３２の一部が接着対象面から離間した状態となることによって、２つの接着対象面が十分に接着されない接着不良が発生する可能性が高い。

一方、ペースト状接着剤３４は、ペーストであるため、シート状接着剤３２に比べて、定形性が低い。このため、ペースト状接着剤３４を用いて２つの接着対象面を接着する際、２つの接着対象面の対向関係が変動し易い。例えば、２つの接着対象面の平面度を保ちつつ、２つの接着対象面を接着することが難しい。その反面、ペースト状接着剤３４は、シート状接着剤３２に比べて、流動性が高い。このため、２つの接着対象面の対向関係が変動してもペースト状接着剤３４の形状が柔軟に変化することによってペースト状接着剤３４が接着対象面から離間し難い。したがって、２つの接着対象面の接着不良が発生する可能性が低い。

本実施形態の加熱装置１００は、上述したように、保持部材１０の保持側接着面Ｓ２とベース部材２０のベース側接着面Ｓ３とのそれぞれが段差形状を有する構成である。このため、例えば保持側接着面Ｓ２の段差とベース側接着面Ｓ３の段差との公差等によって、保持側中央部分Ｓ２Ａとのベース側中央部分Ｓ３Ａと（以下、まとめて「中央部分同士」ともいう）の対向関係と、保持側外周部分Ｓ２Ｂとベース側外周部分Ｓ３Ｂと（以下、まとめて「外周部分同士」ともいう）の対向関係とが互いに異なることがある。

仮に、中央部分同士と外周部分同士との両方の接着に、ペースト状接着剤３４を用いる場合、ペースト状接着剤３４は、定形性が低いため、特に、半導体ウェハＷを保持するための保持面Ｓ１の平面度に影響し易い中央部分同士について、該中央部分同士の対向関係の変動を抑制することができず、その結果、保持面Ｓ１の平面度が低下し易いという問題が生じる。また、中央部分同士と外周部分同士との両方の接着に、シート状接着剤３２を用いる場合、シート状接着剤３２は、流動性が低いため、特に、対向関係が変動し易い外周部分同士について、該外周部分同士の変動に対してシート状接着剤３２が柔軟に変化できず、その結果、接着不良が生じ易いという問題が発生する。

これらに対して、本実施形態の加熱装置１００の製造方法によれば、上述したように、保持部材１０とベース部材２０との中央部分同士は、定形性が高いシート状接着剤３２を介して互いに重ねられる。これにより、中央部分同士は、該中央部分同士の対向関係の変動が抑制されつつ重ねられる。その結果、ベース部材２０の下面Ｓ４に対する保持面Ｓ１の平面度（すなわち、保持面Ｓ１の水平度）が確保され易い。また、特に保持面Ｓ１との熱のやり取りが多い中央部分同士に介在するシート状接着剤３２（中央側接着層３０Ａ）の厚さのバラツキが比較的に少ない。その結果、接着層３０の厚さのバラツキに起因する保持面Ｓ１における温度分布のバラツキを抑制することができる。一方、外周部分同士は、流動性が高いペースト状接着剤３４を介して互いに重ねられる。これにより、例えば、保持側接着面Ｓ２の段差寸法とベース側接着面Ｓ３の段差寸法との公差があったとしても、該公差に応じてペースト状接着剤３４の形状が柔軟に変化する。その結果、該公差による中央部分同士の対向関係と外周部分同士の対向関係との干渉が抑制されつつ、外周部分同士の接着不良の発生が抑制される。

次に、保持部材１０とベース部材２０とを接着する（Ｓ１５０）。具体的には、シート状接着剤３２に対する硬化処理によってシート状接着剤３２を半硬化させ、さらに完全硬化させることにより、中央側接着層３０Ａを形成する。また、ペースト状接着剤３４に対する硬化処理によってペースト状接着剤３４を完全硬化させることにより、外周側接着層３０Ｂを形成する。図５に示すように、外周側接着層３０Ｂの厚さＤ２αは、中央側接着層３０Ａの厚さＤ１αより厚くなるように、外周側接着層３０Ｂが形成される。なお、接着層３０を介して接着された保持部材１０とベース部材２０との複合体の表面を研磨してもよい。なお、上述したように、硬化処理としては、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、Ｓ１５０の工程のうち、少なくとも保持部材１０とベース部材２０とを貼り合わせる作業は、真空状態の密閉容器内に保持部材１０およびベース部材２０を収容した状態で実行されることが好ましい。これにより、シート状接着剤３２内およびペースト状接着剤３４内に気泡が生じることを抑制することができる。これにより、保持部材１０の保持面Ｓ１等の平面度が向上するとともに、該保持面Ｓ１のベース部材２０の下面Ｓ４に対する平面度が向上する。そして、保持部材１０のフランジ面ＳＦ上にフォーカスリング７０を配置することにより（Ｓ１６０）、上述した構成の加熱装置１００の製造が完了する。

Ａ−３．本実施形態の効果：
上述したように、本実施形態の加熱装置１００の製造方法によれば、保持部材１０とベース部材２０との中央部分同士の接着には、定形性が高いシート状接着剤３２を用い、外周部分同士の接着には、流動性が高いペースト状接着剤３４を用いる。これにより、保持面Ｓ１の平面度の確保と外周部分同士の接着性の確保とを両立させ、加熱装置１００全体として保持面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、本実施形態によれば、保持部材１０とベース部材２０との重ね合わせる前において、ペースト状接着剤３４の厚さＤ２は、シート状接着剤３２の厚さＤ１より厚い（図４参照）。これにより、ペースト状接着剤３４の厚さＤ２がシート状接着剤３２の厚さＤ１より薄い構成に比べて、外周部分同士の対向関係の変動に対するペースト状接着剤３４の柔軟性が向上するため、外周部分同士の対向関係の変動による外周部分同士の接着不良を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、Ｓ１４０の処理後において、外周側接着層３０Ｂの厚さＤ２αは、中央側接着層３０Ａの厚さＤ１αより厚い（図５参照）。これにより、外周側接着層３０Ｂの厚さＤ２αが中央側接着層３０Ａの厚さＤ１αより薄い構成に比べて、保持部材１０とベース部材２０との熱膨張率の差によるせん断応力に対し、外周側接着層３０Ｂの上下方向に直交する方向における柔軟性が向上するため、特にせん断応力が大きく作用し易い外周部分同士の剥離を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、シート状接着剤３２の主成分とペースト状接着剤３４の主成分とは、同種の材料である。このため、保持部材１０とベース部材２０とを接着する工程（Ｓ１４０）において、シート状接着剤３２とペースト状接着剤３４とを同時期に硬化させることができる。これにより、例えば、シート状接着剤３２だけが先に硬化することによって中央部分同士の対向関係の変動を抑制しつつ保持面Ｓ１の平面度の確保はできたが、外周部分の接着性の確保ができなかったり、ペースト状接着剤３４だけが先に硬化することによって、外周部分の接着性の確保はできたが、中央部分同士の対向関係の変動により保持面Ｓ１の平面度の確保ができなかったりすることを抑制することができる。

また、仮に、保持部材１０の保持側側壁部分Ｃ１とベース部材２０のベース側側壁部分Ｃ２との間に空間Ｑが存在せずに互いに接着されている場合、特に、保持側側壁部分Ｃ１とベース側側壁部分Ｃ２との隙間が狭い部分では接着部分が薄いため、接着部分の剥がれが発生し易い。接着部分の剥がれが発生すると、その接着部分が剥がれた箇所と接着部分が剥がれていない箇所とで熱伝達の特性が異なることにより、加熱装置１００全体として保持面Ｓ１における温度分布の均一性が低下するおそれがある。これに対して、本実施形態によれば、保持側側壁部分Ｃ１とベース側側壁部分Ｃ２との間に空間Ｑが存在するので、接着部分の剥がれが部分的に発生することに起因して保持面Ｓ１における温度分布の均一性が低下することを抑制することができる。

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。

上記実施形態では、保持部材１０は、セラミックスにより形成されたセラミックス板であったが、これに限定されず、セラミックス以外の材料により形成された部材であるとしてもよい。また、保持部材１０は、セラミックスにより形成されたセラミックス板のベース部材側の面に耐熱層（２００℃以上で耐熱を示す樹脂材料、例えばポリイミド樹脂）を備えるとしてもよい。加熱装置１００において、対象物（例えば、半導体ウェハＷ）を高温（例えば２００℃以上）に加熱する用途に用いる場合に好ましい。また、保持部材１０は、円形平面の板状部材に限定されず、例えば多角形（矩形など）平面の板状部材でもよい。

上記実施形態では、保持部材１０は、内部に抵抗発熱体およびチャック電極を備えていたが、保持部材１０は、抵抗発熱体やチャック電極等の導体を備えないとしてもよい。ヒータを備えない場合でも、例えばプラズマからの熱の引きの均一性確保が要求されるため、本発明を適用することが好ましい。また、フランジ部１４を備えないとしてもよい。保持部材の保持面Ｓ１は、完全な平面に限らず、略平面状でよい。保持面Ｓ１は、さらには、シールバンドや凸状部を含む非平面でもよい。また、加熱装置１００は、フォーカスリング７０を備えないとしてもよい。

上記実施形態において、保持部材１０の保持側接着面Ｓ２に凸部が形成され、ベース部材２０のベース側接着面Ｓ３に凹所が形成され、凸部が凹所に収容されるように、保持部材１０とベース部材２０とが接着層３０を介して重ねられる、としてもよい。

また、上記実施形態において、シート状接着剤３２およびペースト状接着剤３４の少なくとも一方の一部が、上記空間Ｑ内に入り込んでもよい。例えば、空間Ｑ内に、ペースト状接着剤３４が進入し、空間Ｑの下側の一部に外周側接着層３０Ｂが介在しているとしてもよい。ただし、外周側接着層３０Ｂは、ベース側側壁部分Ｃ２に達しないことが好ましい。また、空間Ｑ内に、ペースト状接着剤３４が進入し、外周側接着層３０Ｂが保持側側壁部分Ｃ１に接しているとしてもよい。このような構成であれば、保持面Ｓ１の温度分布が不均一になることを抑制することができる。

図３に示す製造方法のＳ１２０の工程およびＳ１３０の工程において、シート状接着剤３２の主成分とペースト状接着剤３４の主成分とは異種の材料であるとしてもよい。また、ペースト状接着剤３４の厚さＤ２は、シート状接着剤３２の厚さＤ１と同じか、それより薄いとしてもよい。また、Ｓ１５０の工程において、外周側接着層３０Ｂの厚さＤ２αは、中央側接着層３０Ａの厚さＤ１αと同じか、それより薄いとしてもよい。

上記実施形態における各部材を形成する材料は、あくまで一例であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。

また、上記実施形態における加熱装置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。

１０：保持部材１２：保持本体１４：フランジ部２０：ベース部材２２：Ｏリング３０：接着層３０Ａ：中央側接着層３０Ｂ：外周側接着層３２：シート状接着剤３４：ペースト状接着剤５０：内側ヒータ７０：フォーカスリング７２：凸部８０：高周波電源１００：加熱装置Ｃ１：保持側側壁部分Ｃ２：ベース側側壁部分Ｑ：空間Ｓ１：保持面Ｓ２：保持側接着面Ｓ２Ａ：保持側中央部分Ｓ２Ｂ：保持側外周部分Ｓ３：ベース側接着面Ｓ３Ａ：ベース側中央部分Ｓ３Ｂ：ベース側外周部分Ｓ３Ｃ：段差面Ｓ４：下面ＳＦ：フランジ面Ｗ：半導体ウェハ

Claims

第１の方向に略直交する第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保持部材であって、前記第２の表面は、前記第２の表面の中央側に位置する中央部分と、前記中央部分に対して前記第１の方向の一方側にずれた位置に位置し、かつ、前記第１の方向視で前記中央部分の外周全体を囲む外周部分とを含む、保持部材と、
前記保持部材の前記第２の表面と対向する第３の表面を有し、前記第３の表面は、前記第２の表面の前記中央部分と対向する対向中央部分と、前記第２の表面の前記外周部分と対向し、前記対向中央部分に対して前記第１の方向の前記一方側にずれた位置に位置し、前記第１の方向視で前記対向中央部分の外周全体を囲む対向外周部分と、を含む、ベース部材と、
前記第２の表面の前記中央部分と前記第３の表面の前記対向中央部分との間に配置された中央側接着層と、
前記第２の表面の前記外周部分と前記第３の表面の前記対向外周部分との間に配置された外周側接着層と、
を備え、前記保持部材の前記第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、
前記保持部材と前記ベース部材とを準備する工程と、
前記第２の表面の前記中央部分と前記第３の表面の前記対向中央部分との少なくとも一方に、シート状の接着剤を貼り付ける工程と、
前記第２の表面の前記外周部分と前記第３の表面の前記対向外周部分との少なくとも一方に、ペースト状の接着剤を塗布する工程と、
前記保持部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面とを、前記シート状の接着剤と前記ペースト状の接着剤とを介して、重ねる工程と、
前記シート状の接着剤を硬化させて前記中央側接着層を形成し、前記ペースト状の接着剤を硬化させて前記外周側接着層を形成することによって前記保持部材と前記ベース部材とを接着する工程と、を備えることを特徴とする、保持装置の製造方法。
請求項１に記載の保持装置の製造方法において、
前記ペースト状の接着剤を塗布する工程において、前記ペースト状の接着剤の前記第１の方向の厚さは、前記シート状の接着剤の前記第１の方向の厚さより厚くなるように、前記ペースト状の接着剤を塗布することを特徴とする、保持装置の製造方法。
請求項１または請求項２に記載の保持装置の製造方法において、さらに、
前記保持部材と前記ベース部材とを接着する工程において、前記外周側接着層の前記第１の方向の厚さは、前記中央側接着層の前記第１の方向の厚さより厚くなるように、前記外周側接着層を形成することを特徴とする、保持装置の製造方法。
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の製造方法において、
前記シート状の接着剤の主成分と前記ペースト状の接着剤の主成分とは同種の材料であることを特徴とする、保持装置の製造方法。
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、
前記保持部材の前記第２の表面における前記中央部分と前記外周部分とを繋ぐ側壁部分と、前記側壁部分と対向し、前記ベース部材の前記第３の表面における前記対向中央部分と前記対向外周部分とを繋ぐ対向側壁部分との間には、前記第１の方向視で全周にわたって空間が形成されていることを特徴とする、保持装置の製造方法。