(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルマイト処理が施されたアルミ合金製の金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造を有する静電チャックであり、第一絶縁層及び第二絶縁層がポリイミドフィルムで構成されていると共に、少なくとも上記金属基盤と第一絶縁層との間が、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムを介して加熱温度１００〜２５０℃の低温圧着処理により接着されており、前記熱可塑性ポリイミド系接着フィルムが、ジアミノシロキサン及び芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との反応により得られるシロキサン変性熱可塑性ポリイミド系接着フィルムであることを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
金属基盤と第一絶縁層との間、第一絶縁層と電極層との間、及び電極層と第二絶縁層との間が、それぞれ膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムを介して加熱温度１００〜２５０℃の低温圧着処理により接着されている請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】
第一絶縁層及び第二絶縁層を構成するポリイミドフィルムは、その膜厚が２０〜５０μｍである請求項１又は２に記載の静電チャック。
【請求項４】
アルマイト処理が施されたアルミ合金製の金属基盤上に膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、第一絶縁層となるポリイミドフィルム、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、電極層となる金属箔、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、及び第二絶縁層となるポリイミドフィルムを順次重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミド系接着フィルムが、ジアミノシロキサン及び芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との反応により得られるシロキサン変性熱可塑性ポリイミド系接着フィルムであって、加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理し、金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造を形成することを特徴とする静電チャックの製造方法。
【請求項５】
第一又は第二の絶縁層の一側面上に蒸着手段又はメッキ手段で電極層を積層し、アルマイト処理が施されたアルミ合金製の金属基盤上に膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、第一絶縁層となるポリイミドフィルム、上記電極層、及び第二絶縁層となるポリイミドフィルムの順となるように重ね合わせると共に、上記第一又は第二の絶縁層と上記電極層との間に膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムを挟み込み、前記熱可塑性ポリイミド系接着フィルムが、ジアミノシロキサン及び芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との反応により得られるシロキサン変性熱可塑性ポリイミド系接着フィルムであって、加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理し、金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造を形成することを特徴とする静電チャックの製造方法。
【請求項６】
第一絶縁層となるポリイミドフィルム、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、電極層となる金属箔、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、及び第二絶縁層となるポリイミドフィルムを順次重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミド系接着フィルムが、ジアミノシロキサン及び芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との反応により得られるシロキサン変性熱可塑性ポリイミド系接着フィルムであって、加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理して第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が積層された静電チャックシートを形成し、
次いで膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムを介して、上記静電チャックシートをアルマイト処理が施されたアルミ合金製の金属基盤上に重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミド系接着フィルムが、ジアミノシロキサン及び芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との反応により得られるシロキサン変性熱可塑性ポリイミド系接着フィルムであって、加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理して金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造を形成することを特徴とする静電チャックの製造方法。
【請求項７】
静電チャックシートは、第一絶縁層を構成するポリイミドフィルムと膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムとを予め積層一体化せしめて第一積層シートを形成すると共に、第二絶縁層を構成するポリイミドフィルムと膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムとを予め積層一体化せしめて第二積層シートを形成し、これら第一積層シート及び第二積層シートの各接着フィルム間に金属箔を挟み込み、加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理して形成される請求項６に記載の静電チャックの製造方法。
【請求項８】
第一絶縁層及び第二絶縁層を構成するポリイミドフィルムは、その膜厚が２０〜５０μｍである請求項４〜７のいずれかに記載の静電チャックの製造方法。
【請求項９】
低温圧着処理は、大気中で厚さ方向圧力２〜５ＭＰａの加圧条件下で行う請求項４〜８のいずれかに記載の静電チャックの製造方法。
【請求項１０】
低温圧着処理は、１３３Ｐａ以下の減圧雰囲気下に厚さ方向圧力０．１〜５ＭＰａの加圧条件下で行う請求項４〜８のいずれかに記載の静電チャックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば半導体製造プロセスで用いられる種々の装置において、ウエハ等の試料を静電気力で吸着保持するための静電チャック及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造プロセスにおいて、例えばエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置、イオン注入装置、アッシング装置、電子ビームリソグラフィー、Ｘ線リソグラフィー等の装置ではウエハ等の試料を真空中で処理することが要求され、その際にウエハ等の保持手段として静電チャックが用いられている。
【０００３】
この静電チャックは、一般に、金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層からなる積層構造を有する静電チャックシートを積層して構成されており、この静電チャックシートの第二絶縁層の上にウエハを載置してこのウエハと電極層との間に高電圧を印加し、この際にウエハと電極との間に発生する静電引力（クーロン力）を利用してウエハをステージ上に吸着し保持させるものであり、第一絶縁層としては耐熱性に優れたポリイミドフィルムやセラミックス薄板が用いられ、電極層としては金属の蒸着膜やメッキ膜が用いられ、また、第二絶縁層としてはポリイミドフィルムが用いられ、そして、各金属基盤、第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層の間は接着剤層で接着されている。
【０００４】
そして、このような静電チャックにおいては、使用時にウエハ内に発生する熱エネルギーを効率良く発散させてウエハ表面温度を低温に維持する必要があることから、種々の工夫が施されている。
【０００５】
例えば、特公平5-87,177号公報においては、金属基盤上に積層される静電チャックシート（第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層）の厚さを可能な限り薄くしたり、あるいは、金属基盤、第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層の間を接着する接着剤層の１層又は２層以上に熱伝導性フィラーを分散させて静電チャック全体の熱伝導性の向上を図ることが提案されている。
【０００６】
また、特開平10-209,256号及び特開平10-209,257号の各公報には、第一絶縁層をセラミックからなる絶縁板で構成し、各接着剤層の層厚を薄くして熱伝導性を改善すると共に、セラミック絶縁板上に積層された第二絶縁層の絶縁性フィルムが疲労した際には、容易にこれを交換できるようにしたものが提案されている。
【０００７】
更に、特開平11-297,805号公報には、金属基盤とこの金属基盤上に積層されるセラミック絶縁板製の第一絶縁層との間を接着する接着剤層として、ゴム成分とフェノール系抗酸化剤とを含有する接着剤を用いることにより、ウエハ吸着面の平面度の悪化やセラミック絶縁板からの接着剤層の剥離を長期間に渡って防止できるようにしたものが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の静電チャックにおいては、例えばプラズマエッチング装置に使用された場合、通常その使用時間が３００〜６００時間を超えると、金属基盤上に設けられた静電チャックシートがその外周から徐々に剥離し、平坦が失われてしまうと共に、この静電チャックシート上にウエハが均一に接触し難くなり、ウエハの場所によってその冷却効率に差ができて温度分布にムラが生じ、特にウエハ外周部の冷却不良は過熱によるレジスト焼け等の深刻な障害を引き起こす場合がある。
【０００９】
また、この静電チャックシートにおける上記外周部の剥離という現象は、更に進行するとこの外周部が基盤からまくれ上がり、静電チャックがウエハを吸着する力よりも静電チャックシートが反り上がる力の方が勝るようになり、ウエハ吸着状態の時でも吸着面とウエハとの間に隙間が生じ、吸着面とウエハ裏面との間に熱伝達媒体として供給されるＨｅガスがこの隙間から漏れてしまい、所定のガス圧を達成し、また、維持できなくなり、Ｈｅガスによるウエハ冷却能力が不足し、正常なエッチングプロセスを遂行できなくなり、装置本体にインターロックがかかって稼動不能になる場合もあり、結果として静電チャックがその寿命を迎えることになる。
【００１０】
そこで、本発明者らは、このような静電チャックシートにおける外周部の剥離という問題がどのようなメカニズムで発生するかについて鋭意検討した結果、金属基盤、第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層の間を接着する接着剤層として、エポキシ系、ゴム系、変性ポリエステル系等の接着剤を用いたり、あるいは、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、オレフィン系共重合体、及びポリフェニルエーテル共重合体から選ばれる１種又は２種以上とヒンダードフェノール系抗酸化剤とを含む接着剤を用いると、プラズマエッチングの際に静電チャックの外周部から接着剤層がプラズマ粒子により激しく侵食を受け、これによって接着剤層のみが徐々に焼失していき、静電チャックシートがその外周部から剥離していくことを突き止めた。また、この問題は、金属基盤と第一絶縁層との間を接着する接着剤層において顕著であることも突き止めた。
【００１１】
また、金属基盤、第一絶縁層、電極層、第二絶縁層、及び接着剤層で構成される静電チャックはその接着剤層の耐熱性が他の構成部材に比べて低いため、この静電チャックの使用温度の上限が接着剤層の耐熱性により決まってしまう。
そこで、接着剤層として耐熱性に優れたポリイミド系、変性ポリアミド系、ポリアミドイミド系の接着剤を用いることも考えられる。
【００１２】
しかしながら、このような耐熱性接着剤の硬化温度は通常３００℃を超えており、静電チャックの金属基盤としてアルマイト処理が施されたアルミ合金を用いると、これらアルミ合金とアルマイト皮膜との間の熱膨張係数の差（アルミ合金の熱膨張係数は通常アルマイト皮膜のそれの約３倍である）により、接着剤の硬化操作の際の加熱によりアルマイト皮膜にクラックが発生してしまい、このような耐熱性接着剤の使用も金属基盤の種類により制限されるという問題もあった。
【００１３】
本発明者らは、このような接着剤に起因する種々の問題を解決することについて更に鋭意検討した結果、驚くべきことには、第一絶縁層及び第二絶縁層としてポリイミドフィルムを用い、また、金属基盤と第一絶縁層との間、第一絶縁層と電極層との間、及び電極層と第二絶縁層との間を、特に金属基盤と第一絶縁層との間を膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムを用いて接着することにより、その使用時間が約１０００時間を超えても上述した静電チャックシートの外周部から徐々に剥離するという問題が発生せず、上述した接着剤に基づく種々の問題を一挙に解決できることを見出し、本発明を完成した。
【００１４】
従って、本発明の目的は、優れた耐久性及び耐熱性を有して長期間に亘って優れた吸着性能を発揮し得るほか、例えばプラズマエッチング装置等に使用された場合であっても、静電チャックシートがその外周部から剥離することがなく、長期間に亘って使用することができ、しかも、接着剤がプラズマにアタックされて発塵し装置周辺やウエハを汚染するというようなこともない静電チャックを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上述したような静電チャックを製造するための静電チャックの製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、アルマイト処理が施されたアルミ合金製の金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造を有する静電チャックであり、第一絶縁層及び第二絶縁層がポリイミドフィルムで構成されていると共に、少なくとも上記金属基盤と第一絶縁層との間が、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムを介して加熱温度１００〜２５０℃の低温圧着処理により接着されており、前記熱可塑性ポリイミド系接着フィルムが、ジアミノシロキサン及び芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との反応により得られるシロキサン変性熱可塑性ポリイミド系接着フィルムである、静電チャックである。
【００１６】
また、本発明は、アルマイト処理が施されたアルミ合金製の金属基盤上に膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、第一絶縁層となるポリイミドフィルム、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、電極層となる金属箔、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、及び第二絶縁層となるポリイミドフィルムを順次重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミド系接着フィルムが、ジアミノシロキサン及び芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との反応により得られるシロキサン変性熱可塑性ポリイミド系接着フィルムであって、加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理し、金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造を形成する、静電チャックの製造方法である。
【００１７】
更に、本発明は、第一絶縁層となるポリイミドフィルム、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、電極層となる金属箔、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、及び第二絶縁層となるポリイミドフィルムを順次重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミド系接着フィルムが、ジアミノシロキサン及び芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との反応により得られるシロキサン変性熱可塑性ポリイミド系接着フィルムであって、加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理して第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が積層された静電チャックシートを形成し、
次いで膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムを介して、上記静電チャックシートをアルマイト処理が施されたアルミ合金製の金属基盤上に重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミド系接着フィルムが、ジアミノシロキサン及び芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との反応により得られるシロキサン変性熱可塑性ポリイミド系接着フィルムであって、加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理して金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造を形成する、静電チャックの製造方法である。
【００１８】
本発明において、静電チャックを構成する金属基盤としては、アルミ合金製のアルミ基盤等を挙げることができるが、本発明によれば、加熱温度１００〜２５０℃という低温で金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層をそれぞれ積層することができるので、特に１００℃近くの比較的低い温度条件で積層を行うと、熱膨張係数の差に基づいてアルマイト皮膜にクラックが発生するという虞がないことから、アルミ基盤に対しても好適に用いることができる。
【００１９】
また、本発明において用いられる第一絶縁層及び第二絶縁層はポリイミドフィルムである。この絶縁層を構成するポリイミドフィルムについては、従来よりこの種の静電チャックにおいて用いられている耐電圧特性及び２００℃以上の耐熱性に優れたものものがよく、具体的には、カプトン（東レ・デュポン社製商品名）、ユーピレックス（宇部興産社製商品名）、ニトミッド（日東電気工業社製商品名）、アピカル（鐘淵化学工業社製商品名）等を例示することができる。また、この絶縁層を構成するポリイミドフィルムの膜厚は、通常５〜７０μｍ、好ましくは２０〜５０μｍであり、膜厚が５μｍより薄いと絶縁破壊を起こし易いという問題があり、また、７０μｍより厚くなると吸着電圧を高くしなければならなくなるという問題が生じて好ましくない。
【００２０】
更に、本発明で用いられる電極層としては、銀、白金、パラジウム、銅、アルミニウム、錫、ニッケル、モリブデン、マグネシウム、タングステン等の金属で形成され、膜厚５〜５０μｍ、好ましくは１０〜２０μｍの金属箔が用いられる。電極層の膜厚については、５μｍより薄いと製造上の取扱いが難しくなるという問題があり、５０μｍより厚くなるとポリイミドフィルムで被覆される電極の側面に隙間が形成されるという問題が生じる。なお、この電極層については、必ずしも金属箔で形成する必要はなく、例えば、第一又は第二絶縁層のポリイミドフィルムに蒸着又はメッキの手段で金属層を設けて形成してもよく、この場合には、第一又は第二絶縁層のポリイミドフィルムと電極層との間には熱可塑性ポリイミド系接着フィルムによる接着は存在しなしいことになる。
【００２１】
本発明においては、上記金属基盤と第一絶縁層との間、第一絶縁層と電極層との間、及び電極層と第二絶縁層との間がそれぞれ膜厚５〜５０μｍ、好ましくは１０〜２５μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムにより接着される。この接着フィルムの膜厚が４μｍより薄いと接着力が低いほか、互いに接着される各部材間の熱膨張の差を吸収し得なくなるという問題があり、５０μｍより厚くなると積層構造全体が厚くなりすぎるという問題が生じる。
【００２２】
この目的で用いられる熱可塑性ポリイミド系接着フィルムとしては、それが優れた接着強度を与え、かつ、優れた耐熱性、電気特性（特に絶縁性）、耐薬品性、低熱膨張性を有するものであればよく、特に制限されるものではないが、好ましくは加圧下に好ましくは加熱温度１００〜２５０℃、より好ましくは加熱温度１００〜２００℃で低温圧着処理できるものであるのがよく、特に金属基盤がアルミ基盤の場合には特に好ましくは加圧下に加熱温度１００〜１２０℃で低温圧着処理できるものがよい。加熱圧着時の加熱温度が１００℃より低いと接着力が不足する場合があり、反対に、２５０℃より高くなると特に金属基盤がアルミ基盤である場合にアルマイト皮膜に大きなクラックが発生して実用上深刻な問題を生じる。このような熱可塑性ポリイミド系接着フィルムの具体例としては、例えばエスパネックス（ESPANEX；新日鐵化学社製商品名）を挙げることができ、このものはジアミノシロキサン及び芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との反応により得られるシロキサン変性熱可塑性ポリイミド系接着フィルムである（特開平10-212,468号公報）。
【００２３】
本発明の静電チャックを製造する方法については、特に制限されるものではないが、一般的には下記の方法により製造される。
すなわち、第一の方法は、金属基盤上に膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、第一絶縁層となるポリイミドフィルム、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、電極層となる金属箔、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、及び第二絶縁層となるポリイミドフィルムを順次重ね合わせ、加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理し、金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造を形成する方法である。
【００２４】
また、第二の方法は、第一絶縁層となるポリイミドフィルム、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、電極層となる金属箔、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、及び第二絶縁層となるポリイミドフィルムを順次重ね合わせ、加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理して第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が積層された静電チャックシートを形成し、次いで膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムを介して上記静電チャックシートを金属基盤上に重ね合わせ、加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理して金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造を形成する方法である。
【００２５】
更に、第三の方法は、上記第二の方法において、第一絶縁層を構成するポリイミドフィルムと膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムとを予め積層一体化せしめて第一積層シートを形成すると共に、第二絶縁層を構成するポリイミドフィルムと膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムとを予め積層一体化せしめて第二積層シートを形成し、これら第一積層シート及び第二積層シートの各接着フィルム間に金属箔を挟み込み、加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理して静電チャックシートを形成する方法である。
【００２６】
これらの方法において、低温圧着処理は、大気中で厚さ方向圧力２〜５ＭＰａ、好ましくは３〜４ＭＰａの加圧条件下で行うのがよく、厚さ方向圧力が２ＭＰａより低いと接着力不足や気泡発生という問題が生じ、反対に、５ＭＰａより高くなるとシートに亀裂が発生したり、金属基盤に変形が生じる等の問題が生じる。また、この低温圧着処理については、好ましくは１３３Ｐａ以下、より好ましくは１３Ｐａ以下の減圧雰囲気下に、厚さ方向圧力０．１〜５ＭＰａ、好ましくは０．５〜２ＭＰａの加圧条件下で行うのがよい。熱可塑性ポリイミド系接着フィルムは一般に吸湿し易く、加熱時には接着フィルム中に含まれる水分が水蒸気として放出され、大気中で低温圧着処理を行うと空気の巻き込みのほか、この水蒸気によるボイドの発生が起こり、このために比較的高圧の加熱圧着が必要になる。しかしながら、減圧下で低温圧着処理を行う場合には、空気の巻き込みがなく、また、発生する水蒸気も速やかに除去されるので、比較的低圧の加熱圧着で十分である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、実施例、比較例、及び試験例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
【００２８】
実施例１
金属基盤１として膜厚５０μｍのアルマイト処理が施され、図示外の水冷管を内包するアルミニウム合金（Ａ６０６１）製のアルミ基盤を用い、第一及び第二絶縁層2a,2bとして膜厚５０μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製商品名：カプトンＨ）を用い、また、電極層３として膜厚１８μｍの電解銅箔を用い、更に、熱可塑性ポリイミド系の接着フィルム4a,4b,4cとして膜厚２０μｍのボンディングシート（新日鐵化学社製商品名：エスパネックス）を用い、図１に示す積層構造｛金属基盤（アルミ基盤）１、接着フィルム（膜厚２０μｍのボンディングシート）4c、第一絶縁層（膜厚５０μｍのポリイミドフィルム）2a、接着フィルム（膜厚２０μｍのボンディングシート）4a、電極層（膜厚１８μｍの電解銅箔）３、接着フィルム（膜厚２０μｍのボンディングシート）4b、及び第二絶縁層（膜厚５０μｍのポリイミドフィルム）2b｝を有する静電チャックを作製した。
【００２９】
すなわち、先ず図２に示すように、直径１９５ｍｍの大きさに切り出された第一絶縁層2aを形成するポリイミドフィルム（膜厚５０μ）、熱可塑性ポリイミド系接着フィルム4aとしてボンディングシート（膜厚２０μｍ）、直径１９３ｍｍの電極層３を形成する電解銅箔（膜厚１８μｍ）、熱可塑性ポリイミド系接着フィルム4bとしてボンディングシート（膜厚２０μｍ）、及び、直径１９５ｍｍの大きさに切り出された第二絶縁層2bを形成するポリイミドフィルム（膜厚５０μ）を順次重ね合わせ、更に上記第一絶縁層2aの下面側及び第二絶縁層2bの上面側にそれぞれクッション材として厚さ１ｍｍのテフロンシート6を重ね合わせ、これを加熱プレス機5a,5bにセットし、厚さ方向圧力２．２ＭＰａ、加熱温度１５０℃、及び保持時間４０分の条件で加熱加圧し、テフロンシート６を取り除いて図３に示す積層構造を有する静電チャックシートSを作製した。
【００３０】
次に、図４に示すように、アルミ基盤（金属基盤）１上に熱可塑性ポリイミド系接着フィルム4cとしてボンディングシート（膜厚２０μｍ）と、上で得られた静電チャックシートSとを順次重ね合わせ、更にその上にクッション材として厚保さ１ｍｍのテフロンシート6を重ね合わせ、これを加熱プレス機5a,5bにセットし、厚さ方向圧力３．０ＭＰａ、加熱温度１５０℃、及び保持時間６０分の条件で加熱加圧し、テフロンシート６を取り除いて図１に示す積層構造を有する静電チャックを作製した。
【００３１】
試験例１
得られた実施例１の静電チャックについて、静電チャック吸着力測定装置（株式会社クリエイティブ  テクノロジー製）を用い、以下の方法で吸着力を測定し、その評価を行った。
【００３２】
先ず、測定装置の真空チャンバー10内には、この真空チャンバー10のＨｅガス供給口11と静電チャックの下面から上面にかけて貫通する貫通孔７とが連通連結するように静電チャックをセットし、この静電チャックの静電チャックシートS上にシリコンウエハＷを載置し、真空チャンバー内が０．１Ｐａの減圧になるまで排気口12から排気し、この状態で直流電源13から静電チャックの電極層３に１．５ｋＶの直流電圧を印加し、また、シリコンウエハＷにはリード線を取り付けてこれを接地し、流量調節器14で流量を調節しながら上記Ｈｅガス供給口11及び貫通孔７を介してこのシリコンウエハＷの裏面に１０ｍｌ／分の速度でＨｅガスを供給し、静電チャックシートS上の吸着面とシリコンウエハＷとの間に充満していくＨｅガスの圧力をガス圧力計15で時間の経過と共に測定した。
結果は、Ｈｅガスの圧力が１３０００Ｐａに達しても、シリコンウエハＷは浮き上がることがなく、十分な吸着力が発揮された。
【００３３】
試験例２
次に、チャンバー内のＨｅガス圧力を１０００Ｐａに維持しながら、８インチウエハの中心位置、直径９０ｍｍの円周上に３〜９個所、及び直径１８０ｍｍの円周上に３〜９箇所にそれぞれ熱電対を取り付けて各位置の温度を測定できるようにした測温ウエハ（株式会社クリエイティブ  テクノロジー製商品名：Ｔｃウエハ）により、シリコンウエハ面内の温度分布を測定した。結果は、シリコンウエハ面内の温度分布は±１．０℃であった。
【００３４】
試験例３
更に、実施例１で得られた静電チャックを平行平板型プラズマエッチング装置の実機に搭載してエッチングテストを行った。
この平行平板型プラズマエッチング装置は、反応チャンバー内に静電チャックを載置し、その真上に上部シャワー電極を配置したもので、静電チャックのアルミ基盤には周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１５００Ｗの高周波電源の出力が接続され、また、上部シャワー電極は接地されており、かつ、そのシャワー孔から反応ガスが供給されるように、その裏面に反応ガス配管が接続されている。そして、静電チャックの吸着電極には１．５ｋＶの直流電源の出力が接続されている。
【００３５】
上記平行平板型プラズマエッチング装置に配設された静電チャックの吸着面に、フォトレジストにより所定のパターニングが施されたシリコンウエハを載置し、バックグランド真空度が７０Ｐａとなるように排気しながら、上部シャワー電極からエッチングガスＣＨＦ3を５０ｃｍ3／分の速度で流し、静電チャックのアルミ基盤に周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１５００Ｗの高周波電界を付与し、上部シャワー電極とアルミ基盤との間にプラズマを発生させた。
【００３６】
静電チャックを貫通する貫通穴から静電チャックの吸着面とシリコンウエハとの間にＨｅガスを１０ｃｍ3／分の流量で供給し、そのＨｅガスの飽和値が３０００Ｐａの以上になったことを確認した。
【００３７】
このような条件でウエハ１枚当りのエッチング処理時間を２分間に設定し、約１００時間毎にクリーニングメンテナンスを入れながら、ウエハの連続処理を行った。
結果は、合計処理枚数２万枚（合計エッチング時間約６６０時間）を経過しても、静電チャック周辺部からのシートの剥離、Ｈｅガス圧異常、ポリイミド絶縁破壊等の異常現象は認められず、かつ、ウエハのエッチング速度、エッチング形状等も長期に亘って安定していた。
【００３８】
試験例４
上記ポリイミドフィルム及び上記電解銅箔を５ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切り出し、また、上記ボンディングシートを５ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り出し、ポリイミドフィルムと電解銅箔との間にはその端から５０ｍｍのところにボンディングシートを挟み込み、厚さ方向圧力２ＭＰａ、加熱温度１５０℃、及び保持時間３０分の条件で加熱圧着し、試験片Ａを調製した。
【００３９】
また、上記と同様にポリイミドフィルム及び電解銅箔を５ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切り出し、これらポリイミドフィルム及び電解銅箔の間にその端から５０ｍｍの範囲までエポキシ接着剤（スリーボンド社製商品名：エポキシ２２３０）を２０μｍの厚さに塗布し、１００℃で３０分、１５０℃で３０分の条件で加熱して接着し、試験片Ｂを調製した。
【００４０】
このようにして得られた試験片Ａ及びＢについて、剥離強度試験機を使用し、角度１８０°及び引張り速度５０ｍｍ／分の条件で剥離試験を行った結果、試験片Ａは０．７６ｋｇ／ｃｍであって、試験片Ｂは０．４５ｋｇ／ｃｍであり、試験片Ａで用いた本発明のボンディングシートによる接着強度は、試験片Ｂで用いた従来のエポキシ接着剤による接着強度に比べて、約７０％も接着強度が高いことが判明した。
【００４１】
比較例１
熱可塑性ポリイミド系接着フィルムに代えてエポキシ接着剤（スリーボンド社製商品名：エポキシ２２３０）を用いた以外は、上記実施例１と同様にして静電チャックを作製した。
得られた静電チャックを試験例３と同様に実機で使用した結果、ウエハ処理枚数１．２万枚（合計エッチング時間約４００時間）を経過した後に、静電チャック周辺部からシートの剥離が発生し始めた。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の静電チャックは、優れた耐久性及び耐熱性を有して長期間に亘って優れた吸着性能を発揮し得るほか、例えばプラズマエッチング装置等に使用された場合であっても、静電チャックシートがその外周部から剥離することがなく、長期間に亘って使用することができ、しかも、接着剤がプラズマにアタックされて発塵し装置周辺やウエハを汚染するというようなこともない。
また、本発明の方法によれば、このような静電チャックを工業的に容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の実施例１に係る静電チャックの断面説明図である。
【図２】  図２は、図１の静電チャックを作製する際における静電チャックシート作製工程を示す断面説明図である。
【図３】  図３は、図２の静電チャックシート作製工程で製造された静電チャックシートを示す断面説明図である。
【図４】  図４は、図１の静電チャックを作製する際に静電チャックシートとアルミ基盤との間を接着する工程を示す断面説明図である。
【図５】  図５は、試験例１で静電チャックの吸着力を測定するのに用いた、静電チャック吸着力測定装置の原理を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１…金属基盤（アルミ基盤）、2a…第一絶縁層（ポリイミドフィルム）、2b…第二絶縁層（ポリイミドフィルム）、３…電極層（電解銅箔）、4a,4b,4c…熱可塑性ポリイミド系接着フィルム（ボンディングシート）、5a,5b…加熱プレス機、６…クッション材（テフロンシート）、７…貫通孔、Ｓ…静電チャックシート、Ｗ…シリコンウエハ、10…真空チャンバー、11…Ｈｅガス供給口、12…排気口、13…直流電源、14…流量調節器、15…ガス圧力計。
【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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