2020-012083

本願は，２０１７年５月１９日（パリ条約による優先権主張外国庁受理２０１６年６月７日，２０１６年６月２１日，２０１６年１１月３０日，アメリカ合衆国）を国際出願日とする出願であって，その手続の経緯は以下のとおりである。

ア　引用文献２

（ア）原査定の拒絶の理由で引用された本願の優先日前に頒布された又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった引用文献である，特開２００７－１９４６１６号公報（以下「引用文献２」という。）には，図面とともに，次の記載がある。（下線は，当審で付した。以下，同じ。）

「【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１０】

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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。」

「【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。」

「【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。」

「【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。」

「【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】

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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。」

「【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。」

「【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。」

「【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。」

「【図１】

」

「【図６】

」

上記摘記を参照すれば，図１（ａ）及び（ｂ）から，ガードリング１１５が，板状体１０２とベース部材１０７を囲むとともに，保護部材１０５が，ガードリング１１５とベース部材１０７との間に水平方向で配置されていることを見てとることができる。

（イ）上記記載から，引用文献２には，次の技術的事項が記載されているものと認められる。

ａ　引用文献２の請求項１，１０，１２を引用する請求項１５には，

「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に隙間が設けられているサセプタであって，

前記隙間に接着剤が充填されており，

前記板状体の内部に静電吸着用電極が形成されているサセプタ。」

という発明が開示されていること。

ｂ　引用文献２に記載された技術は，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こと。

ｃ　上記ａの構成を備えたサセプタは，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く，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という効果を奏すること。

ｄ　上記ａの構成を備えたサセプタにおいて，前記「隙間に接着剤が充填され」ているという構成は，接着層の腐食を抑え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て絶縁性を長期間に渡って維持するとともに，使用温度が上昇しても載置面の形状変化を抑えることでヘリウム等の熱伝導性ガスの漏れ量を均一にしてウェハ表面の温度分布を均一に保ち，さらに，接着層の浸食を防止してガス供給孔までの浸食を防ぐこと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を防ぐという効果を提供すること。

ｄ　引用文献２の図１（ａ）には，引用文献２に記載された発明の実施形態に係るサセプタ１０１の一例を示す概略の正面図が，また，同図（ｂ）には，前記図１（ａ）のＸ－Ｘ線の概略断面図が描かれており，その詳細は，以下のｅないしｎのとおりであること。

ｅ　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り，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を有すること。

ｆ　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を有していること。

ｇ　静電吸着用電極１０４ａ，１０４ｂが板状体１０２の内部に設けられていること。

ｈ　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，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で接着されていること。

ｉ　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を有し，凹部１１４内には環状の保護部材１０５が配置され，板状体１０２の下面と保護部材１０５の上面との間に隙間１０６を有すること。

ｊ　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が設置されていること。

ｋ　隙間１０６には接着剤２１５が充填されていることが好ましく，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こと。

ｌ　隙間１０６は，０．０１～０．０５ｍｍの範囲で形成することが好ましいこと。

ｍ　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と。

ｎ　ガードリング１１５が，板状体１０２とベース部材１０７を囲むとともに，保護部材１０５が，ガードリング１１５とベース部材１０７との間に水平方向で配置されていること。

ｏ　前記サセプタの製造方法は以下の工程を含む製造方法でされること。

（ａ）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板状体１０２を製作する工程と，

（ｂ）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ベース部材１０７を用意する工程と，

（ｃ）円環状の保護部材１０５を製作し，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，テフロン（登録商標）樹脂からなる保護部材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工程であって，

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り，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，さらに，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工程と，

（ｄ）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を接着固定する工程であって，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工程。

（ウ）上記（ア），（イ）から，引用文献２には，次の発明（以下「引用発明」という。）が記載されていると認められる。

「静電チャック部であって，

前記静電チャック部は，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を有しており，前記板状体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を有しており，前記静電吸着用電極１０４ａ，１０４ｂが前記板状体１０２の内部に設けられた静電チャック部と，

ベース部材１０７であって，

前記ベース部材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ベース部材１０７と，

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接着剤層１１１であって，

前記板状体１０２と前記静電吸着用電極１０４ａ，１０４ｂとを含む前記静電チャック部１０７の下面と前記ベース部材１０７の上面とを接着する絶縁性の接着剤層１１１と，

環状の保護部材１０５であって，

前記板状体１０２と前記ベース部材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，前記板状体１０２の下面と前記保護部材１０５の上面との間に隙間１０６を有するように配置された環状の保護部材１０５と，

ガードリング１１５であって，

前記板状体１０２と前記ベース部材１０７を囲むとともに，前記保護部材１０５を，ガードリング１１５と前記ベース部材１０７との間に水平方向で配置するように設置されたガードリング１１５と，

接着剤２１５であって，

前記隙間１０６を充填する接着剤２１５と，

を備えたサセプタであって，

当該サセプタは，

（ａ）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板状体１０２を製作する工程と，

（ｂ）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，プラズマにより基板Ｗ上に発生した熱を系外へ逃がすことができるベース部材１０７を用意する工程と，

（ｃ）円環状の保護部材１０５を製作し，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，テフロン（登録商標）樹脂からなる保護部材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工程であって，

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り，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，さらに，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工程と，

（ｄ）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を接着固定する工程であって，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工程と，

を含む方法によって製造されるサセプタ。」