(57)【要約】【課題】第２の樹脂層と中間層との密着性を向上させる。【解決手段】保持装置は、第１の表面と第２の表面とを有するとともに、ヒータを備えるセラミックス部材と、第３の表面を有し、第３の表面がセラミックス部材の第２の表面に対向するように配置されるとともに、内部に冷媒流路が形成され、セラミックス部材とは熱膨張率が互いに異なるベース部材と、セラミックス部材の第２の表面とベース部材の第３の表面との間に配置され、セラミックス部材とベース部材とを接合する接合部と、を備える。接合部は、セラミックス部材の第２の表面に隣接するとともに、主成分として、主鎖に芳香環を有する樹脂を含む第１の樹脂層と、ベース部材の第３の表面に隣接するとともに、第１の樹脂層よりヤング率が小さい第２の樹脂層と、第１の樹脂層と第２の樹脂層との間に配置され、主成分として、無機物を含む中間層と、を含む。【選択図】図４
2019047019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、を有するとともに、ヒータを備えるセラミックス部材と、
第３の表面を有し、前記第３の表面が前記セラミックス部材の前記第２の表面に対向するように配置されるとともに、内部に冷媒流路が形成され、前記セラミックス部材とは熱膨張率が互いに異なるベース部材と、
前記セラミックス部材の前記第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１の表面上に対象物を保持する保持装置において、
前記接合部は、
前記セラミックス部材の前記第２の表面に隣接するとともに、主成分として、主鎖に芳香環を有する樹脂を含む第１の樹脂層と、
前記ベース部材の前記第３の表面に隣接するとともに、前記第１の樹脂層よりヤング率が小さい第２の樹脂層と、
前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層との間に配置され、主成分として、無機物を含む中間層と、を含むことを特徴とする、保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の保持装置において、
前記無機物は、金属であることを特徴とする、保持装置。
【請求項３】
請求項２に記載の保持装置において、
前記金属は、酸化還元電位が０．５Ｖ以下であり、かつ、−２．３Ｖ以上であることを特徴とする、保持装置。
【請求項４】
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、
前記第２の樹脂層は、アルコキシ基を含む化合物と、側鎖にエステル結合を含む化合物との少なくとも１つを含むことを特徴とする、保持装置。
【請求項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において、
前記第１の樹脂層に含まれる前記主鎖に芳香環を有する樹脂は、熱可塑型であり、
前記第２の樹脂層は、付加硬化型樹脂を含むことを特徴とする、保持装置。
【請求項６】
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、
前記第２の樹脂層は、シリコーン樹脂またはアクリル樹脂を含むことを特徴とする、保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体製造装置において、半導体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、例えば、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を備える。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、セラミックス部材の表面（以下、「吸着面」という）に半導体ウェハを吸着して保持する。
【０００３】
静電チャックにおいて、接合部が、ポリイミド樹脂により形成された第１の樹脂層と、第１の樹脂層よりヤング率が小さいエポキシ−アクリル混合樹脂により形成された第２の樹脂層と、第１の樹脂層と第２の樹脂層との間に配置され、ポリイミド樹脂により形成された中間層とを含む構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。第１の樹脂層を、耐熱性の高いポリイミド樹脂により形成することによって、ヒータによる発熱に対する耐熱性を向上させることができる。また、第２の樹脂層を、第１の樹脂層よりヤング率が小さい樹脂により形成することによって、セラミックス部材とは熱膨張率が異なるベース部材に隣接する第２の樹脂層における柔軟性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０３５８７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の静電チャックの構成では、中間層と第２の樹脂層との間の密着性について十分に検討されていなかった。中間層と第２の樹脂層との間に密着しない箇所が存在すると、当該箇所においてベース部材とセラミックス部材との間の伝熱性が低下する場合がある。そのような場合には、伝熱性が低下した箇所においてセラミックス部材の冷却が十分になされず、セラミックス部材の吸着面における温度分布の均一性が低下し、ひいては、半導体ウェハの温度分布の均一性が低下するおそれがある。
【０００６】
なお、このような課題は、静電引力を利用して半導体ウェハを保持する静電チャックに限らず、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を備え、セラミックス部材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。また、このような課題は、ポリイミド樹脂に限らず、その他の主鎖に芳香環を有する樹脂を主成分として含む第１の樹脂層を含む接合部を備える保持装置に共通の課題である。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
（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、を有するとともに、ヒータを備えるセラミックス部材と、第３の表面を有し、前記第３の表面が前記セラミックス部材の前記第２の表面に対向するように配置されるとともに、内部に冷媒流路が形成され、前記セラミックス部材とは熱膨張率が互いに異なるベース部材と、前記セラミックス部材の前記第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１の表面上に対象物を保持する保持装置において、前記接合部は、前記セラミックス部材の前記第２の表面に隣接するとともに、主成分として、主鎖に芳香環を有する樹脂を含む第１の樹脂層と、前記ベース部材の前記第３の表面に隣接するとともに、前記第１の樹脂層よりヤング率が小さい第２の樹脂層と、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層との間に配置され、主成分として、無機物を含む中間層と、を含む。本保持装置によれば、第１の樹脂層は、主成分として、主鎖に芳香環を有する樹脂を含んでおり、第２の樹脂層は、第１の樹脂層よりヤング率が小さい。このため、ヒータが備えられたセラミックス部材に隣接する第１の樹脂層における耐熱性を向上させつつ、セラミックス部材とは熱膨張率が異なるベース部材に隣接する第２の樹脂層における柔軟性を向上させることができる。また、中間層は、主成分として、無機物を含むため、無機物に含まれる酸素原子と、第２の樹脂層に含まれる樹脂とが化学結合することによって、第２の樹脂層と中間層との密着性を向上させることができる。
【００１０】
（２）上記保持装置において、前記無機物は、金属である構成としてもよい。本保持装置によれば、中間層は、主成分として、酸化しやすい金属を含むため、無機物が金属でない構成に比べて、酸化による酸素原子の増加によって、中間層と第２の樹脂層との密着性をさらに向上させることができる。
【００１１】
（３）上記保持装置において、前記金属は、酸化還元電位が０．５Ｖ以下であり、かつ、−２．３Ｖ以上である構成としてもよい。本保持装置によれば、中間層は、特に酸化しやすく、かつ、水とは反応しにくい金属を含むため、中間層の過剰な酸化を抑制しつつ、酸化による酸素原子の増加によって、中間層と第２の樹脂層との密着性をさらに向上させることができる。
【００１２】
（４）上記保持装置において、前記第２の樹脂層は、アルコキシ基を含む化合物と、側鎖にエステル結合を含む化合物との少なくとも１つを含む構成としてもよい。本保持装置によれば、第２の樹脂層が、アルコキシ基を含む化合物と、側鎖にエステル結合を含む化合物との少なくとも１つを含んでいるので、中間層と第２の樹脂層とが接合される際、アルコキシ基、または、側鎖のエステル結合が加水分解することで水酸基またはカルボキシル基になり、無機物に含まれる酸素原子と、第２の樹脂層に含まれる水酸基、またはカルボキシル基とが反応することによって、中間層と第２の樹脂層との密着性をさらに向上させることができる。
【００１３】
（５）上記保持装置において、前記第１の樹脂層に含まれる前記主鎖に芳香環を有する樹脂は、熱可塑型であり、前記第２の樹脂層は、付加硬化型樹脂を含む構成としてもよい。本保持装置によれば、第１の樹脂層に含まれる主鎖に芳香環を有する樹脂は熱可塑型である。これにより、溶剤等の揮発成分が多く含まれる一般的な主鎖に芳香環を有する樹脂に比べて、製造段階でセラミックス部材と第１の樹脂層との間に気泡が発生しにくいため、セラミックス部材と第１の樹脂層との密着性が低下することを抑制することができる。また、第２の樹脂層は、付加硬化型樹脂を含むため、空気中の水分と反応し、副生成物を生成して硬化する縮合型樹脂を含む構成に比べて、製造段階で第２の樹脂層と中間層との間、および、第２の樹脂層とベース部材との間に気泡が残存しにくいため、第２の樹脂層と中間層とベース部材との密着性が低下することを抑制することができる。
【００１４】
（６）上記保持装置において、前記第２の樹脂層は、シリコーン樹脂またはアクリル樹脂を含むことを特徴とする構成としてもよい。本保持装置によれば、シリコーン樹脂やアクリル樹脂は、エポキシ樹脂等に比べて柔らかいため、セラミックス部材とベース部材との熱膨張差に起因する応力を接合部によって緩和して歪みや剥離、割れの発生を抑制することができる。特に、シリコーン樹脂は、比較的耐熱性が高いため、接合部の耐熱性を向上させることができる。
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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る。
【図２】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。
【図３】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４】本実施形態の静電チャック１００における接着層３００付近の詳細構成を示す説明図である。
【図５】性能評価結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。図４以降についても同様である。静電チャック１００は、特許請求の範囲における保持装置に相当する。
【００１８】
静電チャック１００は、対象物（例えば半導体ウェハ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半導体ウェハ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、「セラミックス側接着面Ｓ２」という）とベース部材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、セラミックス部材１０のセラミックス側接着面Ｓ２とベース部材２０のベース側接着面Ｓ３との間に配置された接着層３００を備える。セラミックス部材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、ベース部材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。
【００１９】
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（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。セラミックス部材１０の直径は例えば２００ｍｍ〜５００ｍｍ程度（通常、２００ｍｍ〜４５０ｍｍ）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。
【００２０】
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半導体ウェハ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。セラミックス部材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。
【００２１】
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）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、図３に示すように、ヒータ５０は、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、例えば、Ｚ方向視で略同心円状に配置されている。
【００２２】
ベース部材２０は、例えばセラミックス部材１０より径が大きい円形平面の板状部材であり、セラミックス部材１０とは熱膨張率が互いに異なる材料、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、２２０ｍｍ〜４７０ｍｍ）であり、ベース部材２０の厚さは例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。
【００２３】
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、フッ素化液や水等）が流されると、ベース部材２０が冷却され、接着層３００を介したベース部材２０からセラミックス部材１０への熱伝達によりセラミックス部材１０が冷却され、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１に保持された半導体ウェハＷが冷却される。これにより、半導体ウェハＷの温度制御が実現される。
【００２４】
接着層３００の直径は例えば１００ｍｍ以上である。接着層３００は、特許請求の範囲における接合部に相当する。接着層３００の詳細構成については次述する。
【００２５】
Ａ−２．接着層３００付近の詳細構成：
図４は、本実施形態の静電チャック１００における接着層３００付近の詳細構成を示す説明図である。図４には、静電チャック１００における接着層３００付近の一部のＸＺ断面構成が示されている。
【００２６】
図４に示すように、接着層３００は、セラミックス部材１０のセラミックス側接着面Ｓ２に隣接するセラミックス側接着層３１０と、ベース部材２０のベース側接着面Ｓ３に隣接するベース側接着層３２０とを備える。セラミックス側接着層３１０は、主成分として、ポリイミド樹脂を含み、ポリイミド樹脂は、２５０℃の耐熱性を示すものであることが好ましく、また、特に熱可塑型であることが好ましい。なお、「主成分」とは、含有割合（体積割合）の最も多い成分を意味する（以下、同じ）。
【００２７】
ベース側接着層３２０は、セラミックス側接着層３１０よりヤング率が小さい樹脂（例えばシリコーン樹脂やアクリル樹脂）を含み、該樹脂は、付加硬化型樹脂であることが好ましい。また、ベース側接着層３２０は、アルコキシ基を含む化合物と、側鎖にエステル結合を含む化合物との少なくとも１つを含むことが好ましい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基、アリルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ベンジルオキシ基、１−ナフチルオキシ基などがある。
【００２８】
また、ベース側接着層３２０の熱重量・示差熱同時測定（ＴＧ−ＤＴＡ）の５％重量減温度は、セラミックス側接着層３１０の熱重量・示差熱同時測定（ＴＧ−ＤＴＡ）の５％重量減温度より低いことが好ましい。５％重量減温度が低いものは、構造中に剛性となる芳香族基や多重結合を含まないことが多く、柔軟性が得られやすいからである。また、中間層３３０に対するベース側接着層３２０のピール強度は、０．２５Ｎ／ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２９】
なお、樹脂が熱可塑型であるか否かの判断は、再加熱によって軟化するか否かで行い、樹脂が付加硬化型であるか否かの判断は、硬化剤が含まれているか否かで行うことができる。また、セラミックス側接着層３１０やベース側接着層３２０に、非主成分として、金属と金属酸化物と金属窒化物との少なくとも１つが含まれているとしてもよい。セラミックス側接着層３１０は、特許請求の範囲における第１の樹脂層に相当し、ベース側接着層３２０は、特許請求の範囲における第２の樹脂層に相当する。
【００３０】
接着層３００は、さらに、セラミックス側接着層３１０とベース側接着層３２０との間に配置された中間層３３０を備える。中間層３３０は、セラミックス側接着層３１０とベース側接着層３２０とのそれぞれに隣接している。中間層３３０は、主成分として、無機物を含む。無機物は、中間層３３０においてベース側接着層３２０と中間層３３０との界面に連続して存在する。具体的には、中間層３３０は、銅箔であり、中間層３３０の厚さ（上下方向の寸法）は、セラミックス側接着層３１０の厚さやベース側接着層３２０の厚さより薄い。セラミックス側接着層３１０および中間層３３０としては、積層されて市販されている銅箔付ポリイミドフィルム（例えば株式会社有沢製作所の品番ＰＨＳ  Ｈタイプ、ＰＲＳタイプや、シーマ電子株式会社の製品名エスパーフレックス等）を用いることができる。
【００３１】
Ａ−３．静電チャック１００の製造方法：
次に、本実施形態における静電チャック１００の製造方法を説明する。はじめに、セラミックス部材１０とベース部材２０とを準備する。なお、セラミックス部材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、ここでは製造方法の説明を省略する。
【００３２】
次に、ベース部材２０のベース側接着面Ｓ３に、ベース側接着層３２０を形成する。ベース側接着層３２０は、接着成分（例えばシリコーン樹脂やアクリル樹脂等）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、窒化アルミニウム等）とが混合したペーストを利用したものである。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。また、ベース側接着層３２０としては、ペーストをシート状に成形したものを使用してもよい。
【００３３】
次に、セラミックス部材１０のセラミックス側接着面Ｓ２に、セラミックス側接着層３１０および中間層３３０を形成するために、銅箔付ポリイミドフィルムのポリイミド層側の面をセラミックス側接着面Ｓ２に対向するように配置する。次に、銅箔付ポリイミドフィルムの銅箔側の面がベース側接着層３２０の上面に対向するように、銅箔付ポリイミドフィルムをベース側接着層３２０の上に配置する。そして、ベース側接着層３２０を硬化させる硬化処理を行う。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。これにより、セラミックス側接着層３１０、中間層３３０およびベース側接着層３２０が形成され、ベース側接着層３２０を介して、銅箔付ポリイミドフィルムの銅箔とベース部材２０とが接合される。銅箔付ポリイミドフィルムの銅箔は中間層３３０を構成し、ポリイミド層はセラミックス側接着層３１０を構成するとともにセラミックス部材１０に熱融着する。これにより、接着層３００が形成される。以上の工程により、静電チャック１００の製造が完了する。
【００３４】
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では、セラミックス側接着層３１０は、主成分として、ポリイミド樹脂を含んでおり、ベース側接着層３２０は、セラミックス側接着層３１０よりヤング率が小さい。このため、ヒータ５０が備えられたセラミックス部材１０に隣接するセラミックス側接着層３１０における耐熱性を向上させつつ、セラミックス部材１０とは熱膨張率が異なるベース部材２０に隣接するベース側接着層３２０における柔軟性を向上させることができる。よって、１５０〜２５０℃の高温域においても、静電チャック１００を使用することができる。また、中間層３３０は、主成分として、無機物を含むため、無機物に含まれる酸素原子と、ベース側接着層３２０に含まれる樹脂とが化学結合することによって、ベース側接着層３２０と中間層３３０との密着性を向上させることができる。例えば、ベース側接着層３２０がアルコキシ基を含む化合物と側鎖にエステル結合を含む化合物との少なくとも１つを含む場合、中間層３３０の無機物に含まれる水酸基とベース側接着層３２０に含まれるアルコキシ基あるいは側鎖のエステル結合とが化学結合することによって、中間層３３０とベース側接着層３２０との密着性を向上させることができる。
【００３５】
特に、本実施形態の静電チャック１００では、中間層３３０は、主成分として、金属としての銅を含む。金属は酸化しやすいため、中間層３３０が、主成分として、金属以外の無機物を含む構成に比べて、酸化による酸素原子の増加によって、中間層３３０とベース側接着層３２０との密着性をさらに向上させることができる。また、銅の酸化還元電位は０．５Ｖ以下であり、かつ、−２．３Ｖ以上であるため、銅は、特に、イオン化傾向が高く酸化しやすく、かつ、水とは反応しにくい金属である。このため、中間層３３０の過剰な酸化を抑制しつつ、酸化による酸素原子の増加によって、中間層３３０とベース側接着層３２０との密着性をさらに向上させることができる。
【００３６】
また、ベース側接着層３２０が、アルコキシ基を含む化合物と、側鎖にエステル結合を含む化合物との少なくとも１つを含む場合、中間層３３０とベース側接着層３２０とが接合される際、アルコキシ基、または、側鎖のエステル結合が加水分解することで水酸基またはカルボキシル基になり、無機物に含まれる酸素原子と、ベース側接着層３２０に含まれる水酸基、またはカルボキシル基とが反応することによって、中間層３３０とベース側接着層３２０との密着性をさらに向上させることができる。
【００３７】
また、セラミックス側接着層３１０に含まれるポリイミド樹脂が熱可塑型である場合、溶剤等の揮発成分が多く含まれる一般的なポリイミド樹脂に比べて、製造段階でセラミックス部材１０とセラミックス側接着層３１０との間に気泡が発生しにくいため、気泡の存在に起因してセラミックス部材１０とセラミックス側接着層３１０との密着性が低下することを抑制することができる。また、ベース側接着層３２０が付加硬化型樹脂を含む場合、空気中の水分と反応し、副生成物を生成して硬化する縮合型樹脂を含む構成に比べて、製造段階でベース側接着層３２０と中間層３３０との間、および、ベース側接着層３２０とベース部材２０との間に気泡が残存しにくいため、気泡の存在に起因してベース側接着層３２０と中間層３３０とベース部材２０との密着性が低下することを抑制することができる。なお、セラミックス側接着層３１０、中間層３３０、ベース側接着層３２０は、厚みが均一なシート状であることが好ましい。厚みが均一であると、セラミックス部材１０とベース部材２０との間の伝熱が全体的に均一となり、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１の均熱性が向上するからである。
【００３８】
また、ベース側接着層３２０が、比較的に柔らかいシリコーン樹脂やアクリル樹脂を含む場合、セラミックス部材１０とベース部材２０との熱膨張差に起因する応力を接着層３００によって緩和して歪みや剥離、割れの発生を抑制することができる。特に、シリコーン樹脂は、比較的耐熱性が高いため、接着層３００の耐熱性を向上させることができる。
【００３９】
Ａ−５．性能評価：
本実施形態の静電チャック１００を構成する接着層３００は、特に、中間層３３０とベース側接着層３２０との関係に特徴がある。以下、中間層３３０とベース側接着層３２０との密着性に関して行った性能評価について説明する。
【００４０】
図５は、性能評価結果を示す説明図である。図５に示すように、３つのサンプル１〜３について性能評価を行った。サンプル１〜３は、アルミニウム板上にシリコーン樹脂層が積層され、該シリコーン樹脂層上に銅箔付ポリイミドフィルムが積層されているものである。具体的には、サンプル１では、銅箔付ポリイミドフィルムのポリイミド層とシリコーン樹脂層とが直接接触するように配置されており、サンプル２，３では、銅箔付ポリイミドフィルムのポリイミド層とシリコーン樹脂層とが、銅箔を介して対向するように配置されている。銅箔付ポリイミドフィルムは、例えば市販のものを２００℃で１時間乾燥させたものを使用する。ただし、サンプル１，２では、銅箔が保護層で覆われた状態で乾燥された銅箔付ポリイミドフィルムを使用する一方で、サンプル３では、銅箔が保護層で覆われていない状態で乾燥され、銅箔の酸化が進行している銅箔付ポリイミドフィルムを使用する。すなわち、サンプル３で使用される銅箔は、サンプル１，２で使用される銅箔に比べて、酸化銅が多く含まれている。シリコーン樹脂層は、シリコーン樹脂を含むシート状接着剤を、１００℃で１０時間、約８．５ｇ／ｃｍ２の荷重をかけ、その後、１５０℃で５０時間放置させることによって硬化させたものである。なお、各サンプル１〜３では、ポリイミド層の厚さは３２５μｍであり、銅箔の厚さは５μｍであり、シリコーン樹脂層の厚さは３００μｍである。
【００４１】
サンプル１〜３について、公知の方法によってピール試験（剥離試験）を行うとともに、ピール強度（剥離強度）を測定した。その結果、サンプル１では、破壊モードは界面剥離であり、ピール強度は０．０１（Ｎ／ｍｍ）であった。これに対して、サンプル２では、サンプル１と同様に、破壊モードは界面剥離であったが、ピール強度は０．３０（Ｎ／ｍｍ）であり、サンプル１に比べてピール強度が大きく向上していることが分かる。このことは、他の部材との密着性が低いポリイミド層とシリコーン樹脂層との間に金属層（銅箔）を挟むことによって、ポリイミド層とシリコーン樹脂層との密着性が向上することを意味する。
【００４２】
また、サンプル３では、ピール強度は０．５５（Ｎ／ｍｍ）であり、サンプル２に比べてピール強度がさらに大きく向上していることが分かる。このことは、ポリイミド層とシリコーン樹脂層との間に金属酸化物を挟むことによって、ポリイミド層とシリコーン樹脂層との密着性がさらに向上することを意味する。なお、サンプル３では、破壊モードはシリコーン樹脂層におけるシリコーンの凝集破壊であった。なお、破壊モードが凝集破壊であることは、シリコーン樹脂層が破壊する強度より、シリコーン樹脂層と金属酸化物との密着強度が大きいことを示しており、シリコーン樹脂層と金属酸化物との間で化学結合が形成されていることを示している。このことは、静電チャック１００の構成において、層間の剥離が生じにくく、密着のバラツキが小さいことにつながり、吸着面Ｓ１の均熱性が向上することを意味する。したがって、破壊モードは、界面剥離より凝集破壊の方が好ましい。
【００４３】
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。
【００４４】
上記各実施形態における接着層３００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、中間層３３０は、銅箔であるとしたが、銅箔以外の金属箔でもよく、また、箔に限らず、例えば皮膜（厚さが０．１ｍｍ以下）であるとしてもよい。また、中間層３３０は、主成分として、銅以外の金属（例えばアルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、すず、鉛、銀、白金等）を含むとしてもよい。金属は、特に、酸化還元電位が０．５Ｖ以下であり、かつ、−２．３Ｖ以上であり、イオン化傾向が高く酸化しやすく、かつ、水とは反応しにくい金属（例えばアルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、すず、鉛等）であることが好ましい。さらに、中間層３３０は、主成分として、金属以外の無機物（例えばアルミニウム、シリカ、イットリア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等）を含むとしてもよい。
【００４５】
上記実施形態において、セラミックス部材１０とベース部材２０とが、一体の接着層３００ではなく、複数の接合部によって接合されているとしてもよい。具体的には、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とベース部材２０との対向方向に直交する一の仮想平面上に配置された複数の接合部が離散的に形成されているとともに、セラミックス部材１０とベース部材２０とが部分的に連結されているとしてもよい。
【００４６】
また、上記各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、上記実施形態では、第１の樹脂層に主成分として含まれる樹脂として、ポリイミド樹脂を例示したが、ポリイミド樹脂に限らず、その他の主鎖に芳香環を有する樹脂でもよい。主鎖に芳香環を有する樹脂の例としては、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂などが挙げられる。なお、これらの樹脂のうち、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂は、熱可塑型である。また、上記各実施形態において、必ずしも静電チャック１００がヒータ５０を備える必要は無く、また、必ずしもベース部材２０に冷媒流路２１が形成されている必要は無い。また、上記各実施形態では、セラミックス部材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、セラミックス部材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。
【００４７】
また、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、銅箔付ポリイミドフィルムを用いずに、静電チャック１００を製造してもよい。例えば、セラミックス側接着層３１０とベース側接着層３２０とは、それぞれ複数の層を積層して形成されたものでもよい。このように複数の層を積層して形成されたものにおいても例えば積層枚数を調整することによって任意の厚さとすることができる。
【００４８】
本発明は、静電引力を利用して半導体ウェハ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を備え、セラミックス部材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。さらに、保持装置は、ヒータがセラミックス部材の内部に配置された構成に限らず、例えばポリイミドヒータのように、ヒータがセラミックス部材の第２の表面に配置された構成であるとしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０：セラミックス部材  ２０：ベース部材  ２１：冷媒流路  ４０：内部電極  ５０：ヒータ  １００：静電チャック  ３００：接着層  ３１０：セラミックス側接着層  ３２０：ベース側接着層  ３３０：中間層  Ｓ１：吸着面  Ｓ２：セラミックス側接着面  Ｓ３：ベース側接着面  Ｗ：半導体ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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