(57)【要約】  【課題】  板状体の一方の主面をウェハを載せる載置面とし、板状体と接着剤層を介して接合したベース部材とからなるサセプタにおいて、プラズマ雰囲気で長時間使用すると接着剤層が浸食され、絶縁破壊が生じ半導体を製造できない。  また、接着剤層に保護部材を設けても、使用温度が上がると保護部材の熱膨張により載置面が変形しウェハと載置面の隙間から漏れるガスの量が増える。  【解決手段】  板状体１０２とベース部材１０７との接合部の外周に沿って形成された環状の凹部１１４内に配設された環状の保護部材１０５とを有しており、板状体１０２の下面と保護部材１０５の上面との間およびベース部材１０７の上面と保護部材１０５の下面との間の少なくとも一方に隙間１０６を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を上面に載置可能な板状体と、該板状体の下面に接着剤層を介して接合されたベース部材と、前記板状体と前記ベース部材との接合部の外周に沿って形成された環状の凹部内に配設された環状の保護部材とを有しており、前記板状体の下面と前記保護部材の上面との間および前記ベース部材の上面と前記保護部材の下面との間の少なくとも一方に隙間が設けられていることを特徴とするサセプタ。
【請求項２】
前記凹部は、前記板状体または前記ベース部材のいずれかに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサセプタ。
【請求項３】
前記凹部は、前記板状体と前記ベース部材とにわたって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサセプタ。
【請求項４】
前記保護部材の外周が前記板状体の外周と同じかまたは内側に位置していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のサセプタ。
【請求項５】
前記保護部材は、断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い段差を有していることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載のサセプタ。
【請求項６】
前記保護部材は、断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い傾斜を有していることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載のサセプタ。
【請求項７】
前記保護部材のヤング率が前記接着剤層のヤング率より大きいことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のサセプタ。
【請求項８】
前記保護部材は、フッ素樹脂からなることを特徴とする請求項７に記載のサセプタ。
【請求項９】
前記保護部材は、セラミックスからなることを特徴とする請求項７に記載のサセプタ。
【請求項１０】
前記隙間は、前記板状体の下面と前記保護部材の上面との間に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載のサセプタ。
【請求項１１】
前記接着剤層は、前記保護部材によって取り囲まれていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のサセプタ。
【請求項１２】
前記隙間に接着剤が充填されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載のサセプタ。
【請求項１３】
前記接着剤は、伸び率が１００％以上であることを特徴とする請求項１２に記載のサセプタ。
【請求項１４】
前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間に静電吸着用電極が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサセプタ。
【請求項１５】
前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間に静電吸着用電極が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のサセプタ。
【請求項１６】
前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間にヒータが形成されていることを特徴とする請求項１４に記載のサセプタ。
【請求項１７】
前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間にヒータが形成されていることを特徴とする請求項１５に記載のサセプタ。
【請求項１８】
請求項１５に記載のサセプタの前記板状体の前記上面にウェハを載せて、前記静電吸着用電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着した後、前記ウェハに半導体薄膜のプラズマによる成膜処理またはプラズマによるエッチング処理を行なうことを特徴とするウェハの処理方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載のサセプタの前記板状体の前記上面にウェハを載せて、前記静電吸着用電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着するとともに前記ヒータ電極により前記ウェハを加熱した後、前記ウェハに半導体薄膜のプラズマによる成膜処理またはプラズマによるエッチング処理を行なうことを特徴とするウェハの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング等の成膜装置やエッチング装置などの加工装置において、被処理体を保持するサセプタ、特に静電チャックに好適に用いることのできるサセプタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体デバイスの製造工程では、半導体ウェハ（以下、単にウェハという）に薄膜を形成する成膜装置やエッチング加工を施すエッチング装置等の半導体製造装置が用いられている。このような半導体製造装置には半導体ウェハを保持するためにサセプタが用いられている。
【０００３】
例えば、図７に示すサセプタ８０１は、上面をウェハＷを載せる載置面８０３とし、下面に一対の静電吸着用電極８０４ａ，８０４ｂを備えたセラミックから成る板状体８０２と、該板状体８０２の下面側に接合した金属から成るベース部材８０７とからなる。上記載置面８０３の周縁部には上記板状体８０２とベース部材８０７とを貫通するガス供給孔８０８を備える。ウェハＷを載置面８０３に載せた後、一対の静電吸着用電極８０４ａ，８０４ｂ間に電圧を印加することにより静電気力を発生させ、ウェハＷを載置面８０３に吸着させることができる。また、ガス供給孔８０８よりウェハＷと載置面８０３との微小隙間にヘリウム等の熱伝導性ガスを供給することによりウェハＷと載置面８０３の間の熱伝導率を高め、ウェハＷの表面温度を均一としていた。
【０００４】
しかし、半導体製造工程においてプラズマを用いた成膜やエッチング等に使用される各種の反応ガスにこのようなサセプタ８０１が繰り返し晒されると、接着層８１１の側面がプラズマ等により浸食され、パーティクルが発生したり、さらに、浸食が進むと静電吸着用電極８０４ａ，８０４ｂとプラズマとの間で絶縁破壊を生じたりする虞があった。また、プラズマ等の浸食によりガス供給孔８０８の周りの接着層８１１に穴が生じ、そこからヘリウム等の熱伝導性ガスが漏れ出し、チャンバー内の真空度を低下させ、製品の歩留まりを低下させるような不具合が発生する虞があった。
【０００５】
そこで、上記問題を解決するために、図８に示すようなベース部材９０７上に少なくとも接着層９１４と電極９０４と吸着層９０２とが積層された静電チャック９０１の側面にプラズマ等による接着層９１４の浸食防止のための浸食防止絶縁物９０５が設けられた静電チャック９０１が提案されている（特許文献１を参照）。この接着層９１４は接着剤にゴム成分を添加し、接着層９１４に弾性を付与し、接着層９１４に体積変化が生じた場合でも弾性により吸着層９０２の歪みを防ぐことができるものである。
【０００６】
また、特許文献２には、樹脂接着剤を用いてベース部材上に板状体を接合した静電チャックの側面に樹脂接着層を保護するための絶縁リングを備えたことを特徴とする静電チャック装置が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、板状体に静電吸着用電極を備えた静電チャック部とベース部材とを接着にて貼り合わせた後、その周囲に硬質性接着剤を注入し、硬化させたことを特徴とする静電チャックが開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１１４３５８号公報
【特許文献２】特開２００３−１７９１２９号公報
【特許文献３】特開２００３−１６８７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１には、プラズマによる浸食を防止するための浸食防止絶縁物として、フッ素系樹脂やシリコーン系樹脂を含有したフィルム状のものをフッ素系またはシリコーン系樹脂を含有する接着剤を用いて接着固定してすることが開示されているが、上方より照射されるプラズマやエッチングガスにより加熱されると基板を載せる載置面が変形するとの問題があった。また上方より照射されるプラズマやエッチングガスが接着剤に繰り返し晒されることから、接着剤が浸食を受けパーティクルが発生するとの問題があった。
【０００９】
また、特許文献２では、静電チャックの側面に、板状体の外周に沿って凹部または凸部をリング状に設け、前記凹部または凸部に係合するように絶縁リングを配置することが提案されているが、板状体の外周に凹部または凸部をリング状に設けるためには、板状体の厚みを厚くする必要があるとともに、凹部または凸部を研削等による加工を施す必要があり、コストアップになるという課題があった。また、凹部または凸部を形成することで段差部に角部が生じ、ベース板に接合する際の乾燥等の加熱により、板状体の熱膨張とベース板の熱膨張の差で板状体に反りが発生するときに、角部に応力が集中しクラックや破壊が発生する虞があった。
【００１０】
また、半導体回路の線幅の微細化に伴い、高出力のプラズマや処理温度の高温化といった傾向にあり、そのため、さらなる耐プラズマ性の向上や、高温時に板状体のウェハ載置面側と冷却が施されている裏面側との温度差による熱膨張差でウェハ載置面の形状が変化することにより、ウェハと載置面との間に不規則な隙間が生じ、ウェハを冷却しているヘリウム等の熱伝導性ガスの漏れ量が部分的に変化することで、熱伝導性ガスが板状体とウェハとの間に生じる隙間から設定以上に大量に漏れたり、板状体とウェハとの間の不特定の隙間からガスが異常に漏れたりすることからウェハ表面の面内温度差が大きくなりエッチング特性が悪化するとの問題点があった。
【００１１】
また、図７に示すようにガス供給孔８０８が比較的外周部に位置する場合は、プラズマやエッチングガスに繰り返し晒されることで、接着層８１１が浸食を受け、ガス供給孔８０８の周辺まで浸食され、ヘリウム等の熱伝導性ガスがガス供給孔８０８から接着層に漏れ出すという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明のサセプタは上記課題に鑑み、成膜処理またはエッチング処理される基板を上面に載置可能な板状体と、該板状体の下面に接着剤層を介して接合されたベース部材と、前記板状体と前記ベース部材との接合部の外周に沿って形成された環状の凹部内に配設された環状の保護部材とを有しており、前記板状体の下面と前記保護部材の上面との間および前記ベース部材の上面と前記保護部材の下面との間の少なくとも一方に隙間が設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のサセプタは、上記構成において、前記凹部が、前記板状体または前記ベース部材のいずれかに形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のサセプタは、上記構成において、前記凹部が、前記板状体と前記ベース部材とにわたって形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記保護部材の外周が前記板状体の外周と同じかまたは内側に位置していることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記保護部材の断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い段差を有していることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記保護部材の断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い傾斜を有していることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記保護部材のヤング率が前記接着剤層のヤング率より大きいことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記保護部材は、フッ素樹脂からなることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記保護部材が、セラミックスからなることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記隙間が、前記板状体の下面と前記保護部材の上面との間に設けられていることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記接着剤層が、前記保護部材によって取り囲まれていることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記隙間に接着剤が充填されていることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記接着剤の伸び率が１００％以上であることを特徴とする。このときの伸び率とは、単位長さの接着剤硬化体を一定の力で引っ張り、接着剤が破断するまでの伸び量を引っ張り前の寸法で除した値とする。
【００２５】
また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間に静電吸着用電極が形成されていることを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間にヒータが形成されていることを特徴とするものである。
【００２７】
また、ウェハの処理方法に関するもので、前記サセプタの前記板状体の前記上面にウェハを載せて、前記静電吸着用電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着した後、前記ウェハに半導体薄膜のプラズマによる成膜処理またはプラズマによるエッチング処理を行なうことを特徴とする。
【００２８】
また、ウェハの処理方法に関するもので、前記サセプタの前記板状体の前記上面にウェハを載せて、前記静電吸着用電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着するとともに前記ヒータ電極により前記ウェハを加熱した後、前記ウェハに半導体薄膜のプラズマによる成膜処理またはプラズマによるエッチング処理を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のサセプタは、成膜処理またはエッチング処理される基板を上面に載置可能な板状体と、該板状体の下面に接着剤層を介して接合されたベース部材と、前記板状体と前記ベース部材との接合部の外周に沿って形成された環状の凹部内に配設された環状の保護部材とを有しており、前記板状体の下面と前記保護部材の上面との間および前記ベース部材の上面と前記保護部材の下面との間の少なくとも一方に隙間が設けられていることから、前記保護部材が膨張しても前記板状体を押し上げることがなく、基板を載せる載置面を変形することがない。また、プラズマ雰囲気中で使用してもプラズマが前記隙間を通して接着層に進入し難いことから接着層が浸食されることがなくパーティクルの発生が少ない。
【００３０】
また、本発明のサセプタは、上記構成において、前記凹部を、前記板状体または前記ベース部材のいずれかに形成することで前記接着層を覆うことができることから、前記接着層がプラズマに晒されることを防ぐことができる。さらに、上記構成において、前記凹部が、前記板状体と前記ベース部材とにわたって形成されている場合には、さらにプラズマに接着層が晒され難くなり好ましい。
【００３１】
また、前記保護部材の外周が前記板状体の外周と同じかまたは内側に位置しているとプラズマが前記保護部材に当たり難いことからパーティクルの発生を防止できる。
【００３２】
また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記保護部材が、断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い段差や傾斜を有していると板状体を押し上げる力が小さくなり載置面の変形を防止できる。
【００３３】
また、上記各構成において、前記保護部材のヤング率が前記接着剤層のヤング率より大きいと前記保護部材の変形を防ぐことができることから、プラズマに晒されることが少なくなる。
【００３４】
また、前記保護部材は、フッ素樹脂からなるとプラズマに対する耐食性があることからパーティクルの発生が少なくなり好ましい。
【００３５】
また、前記保護部材は、フッ素樹脂やセラミックスからなると精密な加工が容易であることから精度の高い保護部材を製造できる。そして、前記隙間を調整することが容易となり、載置面の変形を防止し、パーティクルの発生を防止できる。
【００３６】
また、上記各構成において、前記隙間に接着剤が充填されていると、接着層の腐食が抑えられて静電吸着用電極とベース部材間の漏れ電流の増加を防止し、絶縁性を長期間に渡って維持することができる。また、使用温度が上昇しても載置面の形状変化が少なくヘリウム等の熱伝導性ガスの漏れ量を均一にすることができるため、ウェハ表面の温度分布を均一に保つことができる。また、接着層の浸食を防止することができるため、ガス供給孔まで浸食されないのでヘリウム等の熱伝導性ガスの漏れ量が大きく変化することのないサセプタを提供できる。
【００３７】
また、前記接着剤の伸び率が１００％以上であると板状体を押し上げる力が小さくなり載置面の変形を防止することができることから、ウェハと載置面の間から漏れるガス流量が温度により変化することを防止できる。
【００３８】
また、上記各構成において、前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間に静電吸着用電極やヒータが形成されているとウェハと載置面の間にガスを供給し充填できることからウェハと載置面の間の熱伝達率が増大しウェハの面内温度差が小さくなり好ましい。また、ヒータを内臓することでウェハの温度を調整することができることから、各種の成膜装置やエッチング装置で使用することができる。
【００３９】
また、ウェハの処理方法において、前記サセプタの前記板状体の前記上面にウェハを載せて、前記静電吸着用電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着した後、前記ウェハに半導体薄膜のプラズマによる成膜処理またはプラズマによるエッチング処理を行なうことで均一な成膜や均一なエッチング加工ができる。
【００４０】
また、ウェハの処理方法において、前記サセプタの前記板状体の前記上面にウェハを載せて、前記静電吸着用電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着するとともに前記ヒータ電極により前記ウェハを加熱した後、前記ウェハに半導体薄膜のプラズマによる成膜処理またはプラズマによるエッチング処理を行なうことでより均一な成膜や均一なエッチング加工ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明の実施形態についてウェハを加工処理する静電チャックを例にあげて説明する。
【００４２】
図１（ａ）は、本発明のサセプタ１０１の一例を示す概略の正面図である。図１（ｂ）は、そのＸ−Ｘ線の概略断面図である。
【００４３】
サセプタ１０１は、静電チャック部とベース部材１０７とを接着剤層１１１を介して接着したものである。静電チャック部は、板状体１０２、静電吸着用電極１０４ａ、１０４ｂで構成され、所望により絶縁性のフィルム１１３を有する。
【００４４】
板状体１０２は、成膜処理またはエッチング処理される基板Ｗを上面に載置可能な載置面１０３を有している。載置面１０３は、板状体１０２の一方の主面に形成され、半導体ウェハ等の基板であるウェハＷを載せることができる。板状体１０２の他方の主面には一対の静電吸着用電極１０４ａ、１０４ｂが設けられている。静電吸着用電極１０４ａ、１０４ｂを絶縁性のフィルム１１３で覆って保護し、絶縁性を高めることもできる。絶縁性保護の観点からは、フィルム１１３は、静電吸着用電極１０４よりも大きい面積を有するもので、特に板状体の他方の主面のほぼ全面に設けることが好ましい。
【００４５】
板状体１０２の他方の主面に一対の静電吸着用電極１０４ａ、１０４ｂを備えることで、板状体１０２の絶縁層厚みを均一にすることができるとともに、載置面１０３内の吸着力を均一にすることができる。絶縁層厚みとは、載置面１０３から静電吸着用電極１０４ａ、１０４ｂまでの距離をいう。例えば、静電吸着用電極１０４ａ、１０４ｂが板状体１０２の他方の主面にある場合には絶縁層厚みが板状体１０２の厚みに相当する。また、静電吸着用電極１０４ａ、１０４ｂが板状体１０２の内部に設けられた場合には絶縁層厚みが載置面１０３から静電吸着用電極１０４ａ、１０４ｂまでの距離となる。
【００４６】
なお、図１（ｂ）では載置面１０３とウェハＷとの間に大きな隙間があるように描かれているが、静電吸着用電極１０４ａ、１０４ｂに電圧を印加すると、ウェハＷは載置面１０３に吸着される。
【００４７】
ベース部材１０７は、熱伝導率が大きいものを採用でき、例えば金属を用いることができる。板状体１０２と静電吸着用電極１０４ａ、１０４ｂとを含む静電チャック部１０７の下面とベース部材１０７の上面とは、絶縁性の接着剤層１１１で接着されている。
【００４８】
載置面１０３の周辺部１０３ａには、静電チャック部およびベース部材１０７を貫通する複数のガス供給孔１０８を備えており、ウェハＷを載置面１０３に吸着保持をしたとき、載置面１０３をガス溝１１２より外側の載置面１０３とウェハＷの周辺部１０３ａとでガスがシールされ、載置面１０３の周縁部に設けたガス供給孔１０８を通してヘリウム等の熱伝導性ガスを供給すると、ウェハＷと載置面１０３との隙間にガスが充填されこの充填ガスにより熱伝達が高まりウェハＷを均一に冷却することができる。
【００４９】
また、本発明のサセプタ１０１は、板状体１０２とベース部材１０７との接合部の外周に沿って環状の凹部１１４を設け、凹部１１４内に配置された環状の保護部材１０５を有し、板状体１０２の下面と保護部材１０５の上面との間およびベース部材１０７の上面と保護部材１０５の下面との間の少なくとも一方に隙間１０６を有することを特徴とする。図２（ａ）、（ｂ）は、図１（ｂ）のＡ部を示す概略の部分拡大図である。耐プラズマ性の良好なセラミックから成る板状体１０２の外周部の下方に凹部１１４を設け、この凹部１１４に保護部材１０５を配設することで、板状体１０２の外周部にベース部材１０７をプラズマから保護するためのガードリング１１５を設置した場合でも、板状体１０２とガードリング１１５の隙間から入り込むプラズマにより、ベース部材１０７がプラズマに晒され難いように距離を保つことができるとともに、接着剤層１１１にプラズマが直接晒され難いように保護することができる。
【００５０】
また、板状体１０２の下面と保護部材１０５の上面との間またはベース部材１０７の上面と保護部材１０５の下面との間の少なくとも一方に隙間１０６を有することで、ウェハＷの成膜処理工程やエッチング処理工程で温度が上がった場合、保護部材１０５が熱膨張して縦方向（図１における上下方向）に伸びても板状体１０２の外周部が押し上げられる虞がなくなり、載置面１０３の周辺部１０３ａの形状の変化を抑制し、ウェハＷと載置面１０３との間に充填されたガスのシール性が変化することなくヘリウムガスの漏れが増大することを抑制することができる。
【００５１】
隙間１０６は、０．０１〜０．１ｍｍの範囲で形成することが好ましい。また、より好適には０．０１〜０．０５ｍｍの範囲で形成することが好ましい。この隙間１０６を上記の範囲に設定することで、保護部材１０５が熱膨張で縦方向に伸びても板状体１０２の外周部を押し上げるのを抑制し、載置面１０３の形状の変化を小さくし、ヘリウムガスの漏れ量が増大するのを抑制し易くなる。また、隙間１０６からプラズマが進入して接着剤層１１１が浸食され、パーティクルの発生や絶縁破壊を引き起こすのを効果的に抑制することができる。
【００５２】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１（ｂ）のＡ部の凹部１１４の他の形態を示す概略の部分拡大図である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、凹部１１４は、ベース部材１０７または板状体１０２の周辺部のいずれかに形成されていることが好ましい。図３（ａ）に示すように、凹部１１４をベース部材１０７の周辺に形成する場合は、板状体１０２の厚みが２ｍｍ以下と薄い場合は有効である。また、図３（ｂ）に示すような凹部１１４を板状体１０２の周辺に形成する場合は、板状体１０２の厚みが５ｍｍ以上の場合に特に有効である。図３（ｂ）は、接着剤層１１１を保護部材１０５で完全に覆うことができ、接着剤層１１１がプラズマ雰囲気に直接晒されることを防ぐことができることから接着剤層１１１をより効果的に保護することができる。
【００５３】
また、図３（ｃ）に示すように凹部１１４は、板状体１０２とベース部材１０７とにわたって形成されていることが好ましい。これは、板状体１０２の厚みが２〜５ｍｍのときに特に有効である。図３（ｃ）は、接着剤層１１１を保護部材１０５で完全に覆うことができることから、接着剤層１１１をプラズマより、より確実に保護することができる。
【００５４】
また、保護部材１０５を凹部１１４に配設したときに、保護部材１０５の外周が板状体１０２の外周と同じかまたは内側に位置していることが好ましい。これは、保護部材１０５が板状体１０２の外周からはみ出すと、保護部材１０５の角部がプラズマにより腐食されてパーティクルが発生する虞があるが、保護部材１０５の外周が板状体１０２の外周と同じかまたは内側に位置することで保護部材１０５の腐食を抑制することができる。
【００５５】
図４は、本発明のサセプタ１０１に設けた保護部材１０５の断面形状の一例を示す概略図である。このとき、図４（ａ）に示すように保護部材１０５の断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い段差を有していることが好ましい。この理由は、サセプタ１０１の温度が高くなり、保護部材１０５が隙間１０６の間隔以上に熱膨張して伸びたとき、保護部材１０５が板状体１０２と接触する面積を小さくすることで、保護部材１０５が上方に伸びても板状体１０２を押し上げる力を小さくするができることからである。従って、載置面１０３の変形を小さくすることができるとともに、外周からの接着剤層１１１へのプラズマの浸入を抑制することができる。
【００５６】
さらに、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、保護部材１０５の断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い傾斜を有していることが好ましい。上記と同様にサセプタ１０１の温度が高くなり、保護部材１０５が隙間１０６の間隔以上に熱膨張して伸びたとき、板状体１０２と接触する面積を小さくすることで、保護部材１０５が上方に伸びても板状体１０２を押し上げる力を小さくなり、載置面１０３の変形を抑制することができるからである。
【００５７】
また、保護部材１０５のヤング率が接着剤層１１１のヤング率より大きいことが好ましい。板状体１０２を接着剤層１１１を介してベース部材１０７に接合する際に、接着剤が板状体１０２と保護部材１０５との隙間１０６に部分的に流れ込んでも、保護部材１０５のヤング率が接着剤層１１１のヤング率より大きいため、ウェハＷの処理工程で使用温度が上がり保護部材１０５が熱膨張によって上方に伸びても、接着剤層１１１がこの伸びを吸収することができる。そのため保護部材１０５の断面形状がいびつに変形することなく、板状体１０２の外周よりはみ出すこともないことから、保護部材１０５がプラズマに晒されることを抑制することができる。
【００５８】
また、保護部材１０５の材料はフッ素樹脂からなることが好ましい。プラズマに対する耐食性があることからパーティクルの発生が少なくなる。特にフッ素系樹脂の中で耐プラズマ性に優れたテフロン（登録商標）樹脂から成ることが良い。また、テフロン（登録商標）樹脂は精密な機械加工が容易にできるため、寸法精度が優れ図４に示すような保護部材１０５の断面形状に精密に加工することが容易にできることから好適である。精密な加工により、隙間を精密に調整することが容易となり、載置面の変形をより効果的に抑制することができる。
【００５９】
フッ素樹脂等からなる保護部材１０５は板状体１０２をベース部材１０７に接着する前に、保護部材１０５の内周の直径を凹部１１４の内側外周の直径よりわずかに小さく加工し、１００℃前後の温度で加熱保持して熱膨張させて凹部１１４の内側の外径寸法より大きく膨らませてから嵌め合わせる焼きバメ方式にて固定することが好ましい。その後、外径、厚みを旋盤加工等で加工することで所望の形状を得ることができる。これは、接着剤等を使用することなく固定することができるため、パーティクルの発生を防ぐためにも有効な方法である。
【００６０】
また、保護部材１０５は、セラミックスからなることが好ましい。特にＡｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＡｌＮまたはＳｉ３Ｎ４のうち少なくとも１種を主成分とするセラミックスを用いることが、より高い耐食性が得られることから有効である。これらの中でもハロゲン系腐食性ガスやプラズマに対する耐食性の点で、Ａｌ２Ｏ３またはＡｌＮを主成分とするセラミック焼結体を用いることが好ましい。これらのＡｌ２Ｏ３またはＡｌＮを主成分とするセラミック焼結体は、脆性材料であるので外形寸法や厚み寸法を１０ミクロン以下の精度で加工することができるため、隙間１０６の形成や保護部材１０５の断面形状、保護部材１０５の外周を板状体１０２の外周と同じかまたは内側に位置するような精密な加工が容易にできる。
【００６１】
図５は、本発明のサセプタに設けられた隙間の形成位置を示す概略断面図である。図５（ａ）に示したように、隙間１０６は板状体１０２の下面と保護部材１０５の上面との間に設けられていることが好ましい。これは、ウェハＷの処理工程で使用温度が上がり保護部材１０５が熱膨張によって上方に伸びても隙間１０６の間隔により保護部材１０５の伸びても板状体１０２に接触する虞がないからであり、板状体１０２を押し上げる虞が無いようにできるためである。また、図５（ｂ）に示したように、隙間１０６を保護部材１０５の下面とベース部材１０７の上面との間に設けても、図５（ａ）の構造と同様の効果が得られる。
【００６２】
また、接着剤層１１１は、その端部が保護部材１０５によって円環状に取り囲まれていることが好ましい。このことにより、本発明のサセプタ１０１をプラズマ下の環境で使用しても接着剤層１１１は保護部材１０５によりプラズマから遮断され、接着剤層１１１の浸食を抑制することができると共に、プラズマによるパーティクルの発生を抑制することができる。
【００６３】
また、図６は、本発明のサセプタ１０１に設けた保護部材１０５の断面形状の一例を示す概略図である。図６（ａ）（ｂ）に示すように、隙間１０６には接着剤２１５が充填されていることが好ましい。これは、隙間１０６に接着剤２１５を充填しない場合、プラズマ下において、隙間１０６を形成している板状体１０２と保護部材１０５の角部にプラズマが集中し、板状体１０２または保護部材１０５の角部が浸食されパーティクルの発生する虞があるが、このパーティクルの発生を抑制するために隙間１０６に接着剤２１５を充填し、表面を角部のない滑らかな面にすることにより、プラズマが集中することを抑制し、パーティクルの発生を少なくすることができる。
【００６４】
このとき、隙間１０６に充填する接着剤２１５は、耐プラズマ性に優れ、硬化後にゴム状の弾性体となるシリコーン接着剤が好ましい。この理由は、ウェハＷの処理工程で使用温度が上がり保護部材１０５が熱膨張によって上方に伸びたとき、弾性体であるシリコーン接着剤が保護部材１０５の押し上げる力を緩和し、板状体１０２を変形することを抑制することができるからである。上記接着剤２１５は、具体的には、ＧＥ東芝シリコーン社製「ＴＳＥ−３３６０」等が好ましい。
【００６５】
また、接着剤２１５は、硬化後の伸び率が１００％以上であることが良い。これは、ウェハＷの処理工程で使用温度が上がり保護部材１０５が熱膨張して縦方向に伸びても、接着剤２１５が容易に縮むことで、板状体１０２に押し上げる応力を緩和することができ、板状体１０２を押し上げることが無いようにするためである。逆に、接着剤２１５の硬化後の伸び率が１００％未満であると、保護部材１０５が熱膨張によって縦方向に伸びたとき、接着剤２１５の縮み量が小さくなり板状体１０２を押し上げることから載置面１０３の形状が変形し、ウェハＷと載置面１０２の間に隙間が生じ、ヘリウムガスが漏れ、ウェハＷの表面温度を均一にすることができなくなる虞れがあるからである。まお、接着剤の硬化後の伸び率とは、単位長さの接着剤硬化体を一定の力で引っ張り、接着剤が破断するまでの伸び量を引っ張り前の寸法で除した値とする。また、伸び率が大きいほど、弾性体として柔らかいことを示し、圧縮に対しても縮みやすいことを示す。
【００６６】
また、板状体１０２の内部または板状体１０２とベース部材１０７との間に静電吸着用電極１０４が形成されていることが好ましい。これは、ウェハＷを載置面１０３に静電気力によって吸着させることで、ウェハＷと載置面１０３との間を均一に小さくすることができ、ヘリウムガスの漏れを小さくすることができることから、ウェハＷの表面温度を均一にすることができるからである。特に、プラズマ下においてプラズマにより発生する熱に起因してウェハＷが加熱されてしまうため、ウェハＷを載置面１０３に静電気力によって吸着させて温度調整するためにウェハＷと載置面１０３との間にヘリウム等の熱伝導性ガスを導入することで、ウェハＷを冷却することが容易となるからである。ヘリウムガスの漏れ量が多くなるとウェハＷを均一に冷却できなくなり、ウェハＷの表面温度が不均一になるため、成膜処理やエッチング処理の歩留まりが低下する虞がある。
【００６７】
上記静電吸着用電極１０４は、板状体１０２の内部に形成することができる。これは、セラミックのグリーンシート上に静電吸着用電極１０４を印刷法にて形成し、他のセラミックグリーンシートを重ね、複数枚のセラミックグリーンシートの積層体を形成した後、プレスにて密着させ成形体を作製した後、脱バインダー工程、焼成工程、研削加工工程を経て板状体１０２を得ることができる。このように静電吸着用電極１０４を板状体１０２に埋設するとプラズマによる腐食を抑制できることから好ましい。
【００６８】
また、静電吸着用電極１０４の別の形成手段として、板状体１０２の載置面１０３と反対側の面に静電吸着用電極１０４を形成し、静電吸着用電極１０４を絶縁フィルム１１３で保護して静電気発生手段とすることができる。このとき、板状体１０２の他方の主面に形成する静電吸着用電極１０４は、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｍｎ等の金属又はこれらの合金あるいはＴｉＮ、ＴｉＣ、ＷＣよりなり、その厚みが０．１μｍ以上の導体層からなり、スパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法、メッキ法、ＣＶＤ法等の膜形成手段により被着することができ、その後、ブラスト加工やエッチングにより導体層の不要箇所を除去して静電吸着用電極１０４を形成することができる。このように静電吸着用電極１０４を板状体１０２の表面に形成することで、静電吸着用電極１０４と載置面１０３の間の距離がより一定となり、載置面１０３の面内での吸着力が一定な静電チャックを製造することが容易となる。
【００６９】
また、板状体１０２の内部または板状体１０２とベース部材１０７との間にヒータが形成されていることが好ましい。このように構成することでウェハＷを任意の温度に加熱することができることから、様々な半導体製造プロセスにおいて本サセプタ１０１を使用することが可能となり、一つのサセプタ１０１で様々なプロセスを兼用して利用することができる。
【００７０】
上記のヒータは、静電吸着用電極１０４と同様に板状体１０２の内部にヒータを形成することができる。これは、セラミックのグリーンシート上に電極１０４を印刷法にて形成し、他のセラミックグリーンシートを重ね、複数枚のセラミックグリーンシートの積層体を形成した後、プレスにて密着させ、脱バインダー、焼成工程、研削工程を経て板状体１０２を得ることができる。
【００７１】
また、上記各構成において、板状体１０２の内部に、または板状体１０２とベース部材１０７との間に静電吸着用電極１０４やヒータが形成されているとウェハＷと載置面１０３の間にガスを供給し充填できることからウェハＷと載置面１０３の間の熱伝達率が増大しウェハＷの面内温度差が小さくなり好ましい。また、ヒータを内臓することでウェハＷの温度を調整することができることから、各種の成膜装置やエッチング装置で使用することができる。
【００７２】
板状体１０２は、耐食性が優れたセラミックスであることが好ましく、特にＡｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＡｌＮ及びＳｉ３Ｎ４のうち少なくとも１種を主成分とするセラミック焼結体を用いることが、より高い耐食性を得る上で重要である。これらの中でもハロゲン系腐食性ガスやプラズマに対する耐食性の点で、Ａｌ２Ｏ３又はＡｌＮを主成分とするセラミック焼結体を用いることが好ましい。さらに安価に製造する場合には、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミック焼結体を、ウェハの均熱性が要求される場合には、熱伝導率の１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上のＡｌＮを主成分とするセラミック焼結体を用いることが良い。
【００７３】
一方、ベース部材１０７は、セラミックス、アルミニウムや超硬、あるいはこれらの金属とセラミック材料との複合材からなり、静電吸着用電極１０４ａ，１０４ｂに接続されるリード線１１０を取り出すための貫通孔を有している。また、ベース部材１０７は、ウェハＷ上方にプラズマを発生させるためのプラズマ電極として使用する場合には、ベース部材１０７の体積固有抵抗値が１０Ω・ｃｍ以下の金属とセラミック材料との複合材料や、さらに体積固有抵抗の小さなアルミニウムや超鋼が好ましい。また、ウェハＷの熱を板状体１０２を介してベース部材１０７から外部へ排出する場合には、ベース部材１０７の熱伝導率は５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい、さらに好ましくは１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。
【００７４】
そして、本発明のサセプタ１０１は、ウェハＷを載置面１０３に載せ、静電吸着用電極１０４ａ、１０４ｂに直流電圧を印加してウェハＷを載置面１０３に静電吸着することができる。そして、ウェハＷの上方にプラズマを発生させウェハＷに各種の成膜や、エッチングを施す事ができる。
【００７５】
また、本実施形態では、サセプタとして双極型の静電チャックの例を示したが、単極型の静電チャックを用いても本発明の効果を奏することができる。
【００７６】
また、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で改良や変更したものにも適用することができることは言うまでもない。
【００７７】
次に本発明の製造方法について説明する。
【００７８】
板状体１０２はセラミック焼結体を所定の外径、厚み寸法に加工した後、メッキ法により導体層を形成し、不要箇所をブラストにて除去して静電吸着用電極１０４を形成することによって製作された。静電吸着用電極１０４とベース部材１０７との絶縁を確保するために、所望により静電吸着用電極１０４をポリイミド等の絶縁フィルムで覆い保護することができる。
【００７９】
ベース部材１０７はセラミックス、アルミニウムや超硬、あるいはこれらの金属とセラミック材料との複合材から成り、内部に冷却用の水路を設け、冷却液等を循環することで、プラズマによりウェハＷ上に発生した熱を系外へ逃がすことができる。また、ベース部材１０７の表面は絶縁性を持たせるためにアルマイト等の表面処理を施すことが好ましい。
【００８０】
保護部材１０５は、円環状に製作し、その内径寸法をベース部材１０７の接着面の外径寸法より小さく加工し、熱を加えて保護部材１０５を膨張させてベース部材１０７の外形寸法より大きくなったところで圧入嵌合させる。テフロン（登録商標）樹脂からなる保護部材１０５は、約１００℃の温度で加熱し圧入嵌合することが最適であった。その後、旋盤加工により保護部材１０５の外径を板状体の外形寸法より同じか若干小さく仕上げる。また、保護部材１０５の板状体１０２側に面する端面はベース部材１０７の接着面よりも低く加工し、さらに、外周の厚みが内周の厚みより大きくなるように保護部材１０５の断面形状が略Ｌ字形かまたは、テーパ形状になるように加工する。
【００８１】
次に、ベース部材１０７の接着面にシリコーン接着剤をスクリーン印刷にて均一に塗布し、板状体１０２を接着固定する。このとき、保護部材の端面にもシリコーン接着剤を塗布しておけば、簡単に隙間１０６に接着剤を充填することができる。
【実施例１】
【００８２】
窒化アルミニウム質焼結体からなる直径３００ｍｍ、厚み３ｍｍの円板状をした板状体を用意し、載置面と反対側の主面にメッキ法にてＮｉ膜を被着した後、ブラスト加工により不要箇所を除去することにより、Ｎｉ膜からなる一対の静電吸着用電極を形成した。
【００８３】
保護部材を配設する凹部の形成位置はベース部材の上面周辺とした。そして、ベース部材の上面の外周部に凹部となる切り欠きを形成した。次に、ベース部材の切り欠き部の外径寸法より２０〜１００μｍの範囲で小さい内径のテフロン（登録商標）樹脂製の保護部材を作製した。テフロン（登録商標）樹脂からなる保護部材は、１００℃の乾燥機中で加熱保持し、熱膨張によりベース部材の切り欠き部の外径寸法より大きくしたところで、ベース部材の切り欠き部に圧入嵌合した。そして、板状体と保護部材との間に隙間を設けるようにテフロン（登録商標）樹脂の上端面をベース部材と板状体の接着面よりも３０μｍ小さくなるように切削加工を施した。そして、板状体をベース部材とシリコーン接着剤にて接着固定し、板状体の厚みを研削加工して１ｍｍとした。さらに、載置面の形状を整えて図３の（ａ）に示すような試料Ｎｏ．１を作製した。
【００８４】
また、比較例として、従来例の構造と類似した構造である図９に示すようなテフロン（登録商標）樹脂の上端面をベース部材と板状体の接着面と同じ高さに加工した試料Ｎｏ．２を作製した。
【００８５】
なお、これらの保護部材の外径は板状体の外径寸法と同じとした。
【００８６】
そして、それぞれの試料を真空中でウェハを吸着保持させ、室温にてガス供給孔より２６６６Ｐａの圧力でヘリウムガスを供給し、流量計にてヘリウムガスの漏れ量を測定し、次に、酸素プラズマを照射させ、予め板状体の下面に設置した熱電対（図示無し）にて温度が８０℃となった時点でガス供給孔より２６６６Ｐａの圧力でヘリウムガスを供給し、流量計にてヘリウムガスの漏れ量を測定し、室温時と８０℃時のヘリウムガスの漏れ量の差を比較した。これらの結果を表１に示す。
【表１】
2007194616.tif 000003
【００８７】
その結果、板状体と保護部材との間に隙間を設けた試料Ｎｏ．１は、室温時と８０℃時とではヘリウムの漏れ量の差が０．９ＳＣＣＭとほとんど変化は無かった。この理由は、使用温度が高くなり、保護部材が熱膨張で厚み方向に伸びても、板状体と保護部材の上端面との隙間で保護部材の伸びを吸収することができ、板状体を押し上げないため、載置面の形状が変化すること無くウェハを良好に吸着保持することができるたと考えられる。
【００８８】
一方、板状体と保護部材との間に隙間の無い試料Ｎｏ．２ではヘリウムの漏れ量の差が１７．５ＳＣＣＭと大きく、使用温度が高くなるとヘリウムの漏れ量が大きくなることが分かった。これは、使用温度が高くなることで、保護部材が熱膨張により厚み方向に伸び、板状体を押し上げたことから、載置面の形状が変化し、ウェハと載置面の間に微小な隙間が生じ、その隙間よりヘリウムガスが漏れだしたものと考えられる。そのため、チャンバー内の真空度が低下した。
【００８９】
以上の結果から、板状体と保護部材の間に隙間を設けることが良いことが分かった。
【実施例２】
【００９０】
次に、凹部の形成位置による効果を検証するために、図３の（ａ）のように凹部をベース部材に形成した試料Ｎｏ．１と、図３の（ｂ）のように凹部を板状体に形成した試料Ｎｏ．３と、図３の（ｃ）のように板状体とベース部材とにわたって形成した試料Ｎｏ．４とを作製した。このとき、試料Ｎｏ．１の板状体の厚みを１ｍｍ、試料Ｎｏ．３の板状体の厚みを５ｍｍ、試料Ｎｏ．４の板状体の厚みを３ｍｍとした。
【００９１】
そして、それぞれの試料を真空中でウェハを吸着させた状態で酸素プラズマ下に１００時間照射したあと、ウェハに付着した大きさ０．１μｍ以上のパーティクルの個数と、１μｍ以上のパーティクルの個数とをパーティクルカウンターを用いて測定した。これらの結果を表２に示す。
【表２】
2007194616.tif 000004
【００９２】
その結果、凹部を板状体とベース部材に形成した試料Ｎｏ．１、３は、０．１μｍ以上のパーティクルの数は、３７６個、３５２個であった。しかし、凹部を板状体とベース部材とにわたって形成した試料Ｎｏ．４は２８９個とやや少なかった。
【００９３】
また、１μｍ以上のパーティクルの数は、試料Ｎｏ．１、３の２１個、１７個と比較して、試料Ｎｏ．４は、１３個と少なかった。
【００９４】
また、パーティクルの定性分析を行ったところ、試料Ｎｏ．１、３の０．１μｍ以上のパーティクルからは、ＡｌとＳｉとが検出された。また、試料Ｎｏ．４の０．１μｍ以上のパーティクルからはＡｌのみが検出された。また、試料Ｎｏ．１、３の１μｍ以上のパーティクルからはフッ素成分に加え若干のＳｉが検出された。試料Ｎｏ．４の１μｍ以上のパーティクルからは、フッ素成分のみ検出された。
【００９５】
上記分析結果から、パーティクルのＡｌ成分は板状体の材質である窒化アルミセラミックスが発生源であり、フッ素成分は保護部材であるテフロン（登録商標）樹脂が発生源であり、また、Ｓｉ成分はシリコーン接着剤が発生源であると推察できる。なお、Ｓｉの発生量は図７に示すような従来の保護部材の無い製品と比べ、非常に少ない値であった。
【００９６】
このことは、凹部を板状体に形成した場合、保護部材とベース部材との合わせ面を介して接着層からプラズマがわずかに進入して接着剤を浸食し、パーティクルが発生すると推察できる。凹部をベース部材に形成した場合、隙間を介して接着層からのパーティクルの発生であった。一方、凹部を板状体とベース部材とにわたって形成した場合は、接着層が保護部材により完全に覆われているので、接着層からのパーティクルの発生は無かったと推察できる。
【００９７】
このことにより、保護部材を配設する凹部を板状体またはベース部材のいずれかに形成するか、好ましくは板状体とベース部材とにわたって形成することで、接着層がプラズマ雰囲気に晒されることを抑制することができることが分かった。
【実施例３】
【００９８】
次に、保護部材の外径が板状体の外径との大小による効果を検証するために、保護部材の外径寸法を板状体の外径寸法より、半径方向で１ｍｍ大きく加工した試料Ｎｏ．５と、同時に研磨加工して保護部材の外径と板状体の外径寸法を同じにした試料Ｎｏ．１と、保護部材の外径を板状体の外径寸法より半径方向で１ｍｍ小さく加工した試料Ｎｏ．６を作製した。
【００９９】
そして、真空中でウェハを吸着させた状態で酸素プラズマ下に１００時間照射したあと、ウェハに付着した大きさ０．１μｍ以上のパーティクルの個数と１μｍ以上のパーティクルの個数とをパーティクルカウンターを用いて測定した。これらの結果を表３に示す。
【表３】
2007194616.tif 000005
【０１００】
その結果、大きさが０．１μｍ以上のパーティクルと大きさが１μｍ以上のパーティクルの数は、保護部材の外径が板状体より大きい試料Ｎｏ．５が３９７個と４５個に対し、同じ外径寸法である試料Ｎｏ．１が３７６個と２１個、外径寸法を小さくした試料Ｎｏ．６が３４２個と１６個と保護部材の外径が板状体の外径と同じか、より小さいもので少ないことが分かった。
【０１０１】
また、パーティクルの定性分析を行ったところ、大きさ１μｍ以上のパーティクルからはフッ素成分が検出された。このことにより、大きさ１μｍ以上のパーティクルには保護部材の材質であるテフロン（登録商標）樹脂からのパーティクルが含まれていることが分かった。これは、板状体の外径よりはみ出している保護部材がプラズマに直接晒されることで、保護部材の角部等にプラズマが集中し、パーティクルが発生しやすくなったためと考えられる。このことにより、保護部材の外周の径は、板状体の外周と同じかまたは内側に位置していることが良いことが分かった。
【実施例４】
【０１０２】
次に、テフロン（登録商標）から成る保護部材の断面形状を図３の（ａ）と図４の（ａ）〜（ｄ）のように異ならせた試料Ｎｏ．１およびＮｏ．７〜１０を作製した。このとき、保護部材の上端面と板状体の裏面との間の隙間を約１０μｍとした。そして、温度が上昇した際に、保護部材が熱膨張で上方に伸びることで、板状体を押し上げて、載置面の形状を変化させるかどうかを、ウェハを載置面に吸着保持した際のウェハと載置面との隙間からのヘリウムガスの漏れ量で検証した。
【０１０３】
検証方法は、実施例１と同様にそれぞれの試料を真空中でウェハを吸着保持させ、室温にてガス供給孔より２６６６Ｐａの圧力でヘリウムガスを供給し、流量計にてヘリウムガスの漏れ量を測定し、次に、酸素プラズマを照射させ、予め板状体の下面に設置した熱電対（図示無し）にて温度が８０℃となった時点でガス供給孔より２６６６Ｐａの圧力でヘリウムガスを供給し、流量計にてヘリウムガスの漏れ量を測定し、室温時と８０℃時のヘリウムガスの漏れ量の差を比較した。
【０１０４】
また、隙間を介して接着層から発生するパーティクルを確認するために、真空中でウェハを吸着させた状態で酸素プラズマ下に１００時間照射したあと、ウェハに付着した大きさ０．１μｍ以上のパーティクルの個数と１μｍ以上のパーティクルの個数とをパーティクルカウンターを用いて測定した。これらの結果を表４に示す。
【表４】
2007194616.tif 000006
【０１０５】
その結果、試料Ｎｏ．１のような保護部材の断面形状が長方形を呈する場合、室温時と８０℃時のヘリウムガスの漏れ量の差が０．９ＳＣＣＭであった。また、試料Ｎｏ．７〜１０のように保護部材の断面形状が、上面側に外周側で高く内周側で低い段差を有している物や、傾斜を有している物は室温時と８０℃時のヘリウムガスの漏れ量の差が１．２ＳＣＣＭ以下であり試料Ｎｏ．１に比較してやや大きかった。
【０１０６】
また、パーティクルの測定においては、試料Ｎｏ．１に示すように保護部材の上端面と板状体の裏面との間の隙間を約３０μｍにした物と比較すると、大きさ０．１μｍのパーティクルの数が３７６個に比べ、隙間を約１０μｍにした試料Ｎｏ．７〜１０では３２８個以下とパーティクルの発生数が少なくなった。
【０１０７】
これは、隙間を小さくすることで、プラズマの浸入を抑制するとともに接着層からのパーティクルの発生を抑制したものであった。
【０１０８】
このことにより、保護部材の断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い段差または低い傾斜を有することで、使用温度が上がっても板状体を押し上げること無くヘリウムガスの漏れを安定させることができるとともに、保護部材の上端面と板状体の裏面との間の隙間を小さくすることができるので、接着層からのパーティクルの発生を抑制することができる。
【実施例５】
【０１０９】
次に、テフロン（登録商標）樹脂から成る保護部材のヤング率が板状体とベース部材を接合する接着層のヤング率より大きいことが良いことを確認するために、硬化後の接着層のヤング率が保護部材のヤング率より大きいエポキシ接着剤で接合した試料Ｎｏ．１１と、ヤング率が小さいシリコーン接着剤で接合した試料Ｎｏ．１２を作製した。このとき、テフロン（登録商標）から成る保護部材のヤング率が０．５ＧＰａ、硬化後のエポキシ接着剤のヤング率が２．０ＧＰａ、硬化後のシリコーン接着剤のヤング率が０．００２ＧＰａであった。また、保護部材の形状は図２の（ａ）のような形状とし、保護部材の上端面と板状体の下面との隙間を３０μｍとした。
【０１１０】
そして、それぞれの試料を真空中でウェハを吸着させた状態で酸素プラズマ下に１００時間照射したあと、ウェハに付着した大きさ０．１μｍ以上のパーティクルの個数と１μｍ以上のパーティクルの個数をパーティクルカウンターを用いて測定した。これらの結果を表５に示す。
【表５】
2007194616.tif 000007
【０１１１】
その結果、大きさ１μｍ以上のパーティクルの数で比較すると、保護部材のヤング率が接着層のヤング率より大きい試料Ｎｏ．１２は数が１４個に比べ、保護部材のヤング率が接着層のヤング率より小さい資料Ｎｏ．１１は３８個とパーティクルの数が多かった。
【０１１２】
これは、保護部材の上端面と板状体の裏面との隙間の一部に接着剤が流れ込み硬化したため、酸素プラズマに照射されている間に温度が上昇し、保護部材が熱膨張で伸びた際に、保護部材がヤング率の高い接着剤に押しつぶされ、板状体の外周からはみ出たことで、保護部材の角部等にプラズマが集中したことでパーティクルが発生したものであった。
【０１１３】
このことにより、保護部材のヤング率は、好ましくは板状体とベース部材を接合する接着剤のヤング率より大きい方が良いことが分かった。
【実施例６】
【０１１４】
次に、隙間の形成位置が板状体の下面と保護部材の上面との間に設けることが良いことを検証するために、図５の（ａ）に示すような隙間を板状体の下面と保護部材の上面とに設けた試料Ｎｏ．１３と、図５の（ｂ）に示すような保護部材の下面とベース部材の上面とに形成した試料Ｎｏ．１４を作製した。
【０１１５】
隙間の形成方法として、図５の（ａ）のように隙間を板状体の下面と保護部材の上面とに設ける場合、ベース部材の接着剤塗布面より保護部材の端面を約５０μｍ程度凸の状態に加工した後、シリコーン接着剤をスクリーン印刷で均一に塗布する。このとき接着剤の塗布厚みは約１００〜１２０μｍであるため、板状体を張り合わせ、約８０℃で加熱硬化をさせることで板状体を接着固定することができるとともに、接着層が適度に収縮して板状体の下面と保護部材の上面に約３０μｍの隙間を形成することができる。
【０１１６】
一方、図５の（ｂ）のように保護部材の下面とベース部材の上面とに形成する場合、保護部材をベース部材に嵌合する際に隙間を形成する必要があるため、ベース部材の上面に予め厚み３０μｍ程度のスペーサを置いてのち保護部材をスペーサに座らせるように嵌合することで隙間を形成することができる。そののち、保護部材の上面を板状体を接着する接着層と同程度の高さになるように加工し、接着剤を塗布して板状体を保護部材に押しつけるようして、約８０℃にて加熱硬化させることで板状体を接着固定することができるとともに、保護部材の下面とベース部材の上面に隙間を形成することができる。このとき、板状体の厚みは３ｍｍであった。
【０１１７】
そして、接着後の板状体の平面度を測定した。平面度は三次元測定器にて板状体の載置面側の中心部と外周から２ｍｍ程度内側に入った角度４５度等分の８箇所を含んだ任意の点２１箇所を測定し、測定値の最大値と最小値の差で示したものである。
【０１１８】
さらに、板状体を研削加工により厚みを１ｍｍに加工し、載置面の形状を整えサセプタとした後、載置面の吸着力を測定した。測定部位は、載置面の中央部と外周部で測定し、内外の吸着力の差で吸着力のバラツキを表した。１インチ角のウェハを載置面に乗せ、静電吸着用電極に通電させることでウェハを吸着させ、単位面積当たりのウェハを剥がすのに要する力を吸着力とした。このときの測定電圧は単極の５００Ｖで電圧を１０秒印加した後に剥がし吸着力を測定した。これらの結果を表６に示す。
【表６】
2007194616.tif 000008
【０１１９】
この結果、隙間を板状体の下面と保護部材の上面との間に設けた試料Ｎｏ．１３は、接着後の板状体の平面度が１３．７μｍと良好であった。隙間を保護部材の下面とベース部材の上面とに設けた試料Ｎｏ．１４は、接着後の板状体の平面度が８７．５μｍと大きかった。試料Ｎｏ．１４の板状体の平面形状は、中央部が凹み外周部が凸形状になっていた。これは、板状体を接着し接着剤を８０℃で加熱硬化する際、ベース部材が熱膨張により厚み方向に伸びた状態で接着剤が硬化してしまい、室温に戻る時に保護部材に接している板状体の外周部に比べベース部材が収縮して板状体の外周が凸形状となったものと考えられる。
【０１２０】
一方、隙間を板状体の下面と保護部材の上面との間に設けた試料Ｎｏ．１３は、ベース部材が室温に戻る際の縮みによる反りはあるものの、保護部材と板状体との間に隙間があるため、板状体の外周部を押し上げることがないので反り量を小さくすることができた。
【０１２１】
そして、試料Ｎｏ．１３は、板状体の平面度が１３．７μｍと良好であったことから、吸着力の内外差が９１７Ｐａと小さく略均一であった。一方板状体の平面度が８７．５μｍと大きかった試料Ｎｏ．１４は、吸着力の内外差が７８１０Ｐａと吸着力の内外差が大きかった。
【０１２２】
このことにより、隙間は板状体の下面と保護部材の上面との間に設けることがより好ましいことが分かった。
【実施例７】
【０１２３】
次に、図６の（ａ）に示すような試料Ｎｏ．１５を作製した。保護部材の材質をテフロン（登録商標）樹脂、隙間の幅を約３０μｍとし、充填した接着剤はシリコーン接着剤とした。接着剤の充填方法は、板状体をベース部材に接着する際に、テフロン（登録商標）樹脂からなる保護部材の上面に予めシリコーン接着剤を塗布した後に、板状体を接着して試料Ｎｏ．１５を作製した。
【０１２４】
また、比較用として図２の（ａ）に示すような接着剤を充填しない試料Ｎｏ．１を作製した。
【０１２５】
そして、真空中でウェハを吸着させた状態で酸素プラズマ下に１００時間照射したあと、ウェハに付着した大きさ０．１μｍ以上のパーティクルの個数と、１μｍ以上のパーティクルの個数とをパーティクルカウンターを用いて測定した。その結果を表７に示す。
【表７】
2007194616.tif 000009
【０１２６】
この結果、隙間に接着剤を充填した試料Ｎｏ．１５では、１μｍ以上の大きさのパーティクルの数が７個と隙間に接着剤を充填していない試料Ｎｏ．１の２１個に比べ、さらに少ないことが分かった。
【０１２７】
これは、隙間に接着剤を充填することで、保護部材の露出表面が滑らかとなり、プラズマが集中しにくくなることで保護部材から発生するパーティクルを少なくすることができたからである。
【０１２８】
このことにより、隙間に接着剤を充填することで、保護部材からのパーティクルの発生を抑制することができるため好適である。
【実施例８】
【０１２９】
さらに、実施例７の試料Ｎｏ．１５と同様の製造方法で接着剤を変えた試料を作製した。隙間に充填する接着剤の伸び率の効果を確認するために、接着剤の伸び率が５０〜２５０％と異なるシリコーン接着剤を注入した試料Ｎｏ．１６〜１９を作製した。これらの接着剤は、伸び率をＧＥ東芝シリコーン社のカタログより選出して使用した。具体的には、伸び率５０％は「ＴＳＥ３３３１」、伸び率１００％は「ＴＳＥ３３３０」、伸び率１８０％は「ＴＳＥ３２６Ｍ」、伸び率２５０％は「ＴＳＥ３２６０」を用いた。
【０１３０】
そして、それらの試料を真空中でウェハを吸着保持させ、室温にてガス供給孔より２６６６Ｐａの圧力でヘリウムガスを供給し、流量計にてヘリウムガスの漏れ量を測定し、次に、酸素プラズマを照射させ、予め板状体の下面に設置した熱電対（図示無し）にて温度が８０℃となった時点でガス供給孔より２６６６Ｐａの圧力でヘリウムガスを供給し、流量計にてヘリウムガスの漏れ量を測定し、室温時と８０℃時のヘリウムガスの漏れ量の差を比較した。これらの結果を表８に示す。
【表８】
2007194616.tif 000010
【０１３１】
この結果、接着剤の伸び率が５０％の試料Ｎｏ．１６は高温になるとヘリウムガスの漏れ量が増加し、室温時の漏れ量との差が３．２ＳＣＣＭとやや大きかった。一方、接着剤の伸び率が１００％以上である試料Ｎｏ．１７〜１９は、高温においてもヘリウムガスの漏れ量は０．６ＳＣＣＭ以下と小さく良好であった。これは、接着層の伸びが大きいと、使用温度が上がった際に保護部材が熱膨張による伸びに対して接着層が緩和して板状体を押し上げないことから、結果的に載置面が変形したりウェハと載置面の間に隙間が生じることがなく、ヘリウムガスの漏れ量が増加しないと考えられる。このことにより、隙間に充填する接着剤の伸び率は１００％以上であることが好ましいことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】（ａ）は本発明のサセプタの一例を示す概略の上面図であり、（ｂ）はそのＸ−Ｘ線概略断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明のサセプタの図１（ｂ）のＡ部の概略の断面拡大図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本発明のサセプタに設けられた凹部の断面形状を示す概略図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本発明のサセプタに設けられた保護部材の断面形状を示す概略図である。
【図５】ａ）および（ｂ）は、本発明のサセプタに設けられた隙間の形成位置を示す概略断面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明のサセプタに設けられた保護部材と板状体の隙間に接着層を設けたＡ部の概略の部分拡大図である。
【図７】従来のサセプタの一例を示す断面図である。
【図８】従来のサセプタの他の例を示す断面図である。
【図９】従来のサセプタに設けられた凹部の断面形状を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１０１、４０１、５０１：サセプタ
１０２、４０２、５０２：板状体
１０３、４０３、：載置面
１０４、４０４、５０４：電極
１０５、５０５：保護部材
１０６：隙間
１０７、４０７、５０７：ベース部材
１１１：接着剤層
１１４：凹部
【図１】
2007194616.tif 000011
【図２】
2007194616.tif 000012
【図３】
2007194616.tif 000013
【図４】
2007194616.tif 000014
【図５】
2007194616.tif 000015
【図６】
2007194616.tif 000016
【図７】
2007194616.tif 000017
【図８】
2007194616.tif 000018
【図９】
2007194616.tif 000019