JP7698609B2

JP7698609B2 - ウエハ載置台

Info

Publication number: JP7698609B2
Application number: JP2022108438A
Authority: JP
Inventors: 達也久野; 靖也井上
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2021-11-15
Filing date: 2022-07-05
Publication date: 2025-06-25
Anticipated expiration: 2042-07-05
Also published as: JP2023073194A

Description

本発明は、ウエハ載置台に関する。

従来、電極を内蔵するセラミック基材と、内部に冷媒流路が形成された冷却基材とを、接着材を介して接合したウエハ載置台が知られている。特許文献１には、こうしたウエハ載置台を設置板の上に載せてネジで固定する例が記載されている。具体的には、冷却基材の下面には雌ネジ穴が設けられ、設置板を上下方向に貫通するネジ挿通孔に下方から差し込まれたボルトの雄ネジが雌ネジ穴に螺合されている。

特開２０１４－１５０１０４号公報

しかしながら、冷却基材の下面に雌ネジ穴を設けて設置板に挿通されたボルトの雄ネジを螺合する場合、冷却基材の材料が延性材料（例えばアルミニウム）だと支障は生じないが、脆性材料（例えば金属マトリックス複合材料）だと支障が生じる。具体的には、冷却基材の雌ネジ穴はボルトによって下方へ大きな力で局所的に引っ張られるため、延性のない材料だと割れるおそれがある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、脆性な冷却基材を備えたウエハ載置台を設置板に支障なく締結できるようにすることを主目的とする。

［１］本発明のウエハ載置台は、
上面にウエハ載置面を有し、電極を内蔵するアルミナ基材と、
前記アルミナ基材の下面に接合された脆性の冷却基材と、
前記冷却基材の下面に開口する収納穴内に軸回転を規制された状態で且つ前記収納穴の係合部に係合した状態で収納され、雄ネジ部又は雌ネジ部を有する延性の結合部材と、
を備えたものである。

このウエハ載置台では、雄ネジ部又は雌ネジ部を有する結合部材は、冷却基材の下面に開口する収納穴内に軸回転を規制された状態で且つ収納穴の係合部に係合した状態で収納されている。結合部材は軸回転が規制されているため、冷却基材の下面側に配置される雌ネジ部又は雄ネジ部を有する被結合部材に螺合することができる。また、結合部材は、収納穴の係合部に係合した状態で設置板に設けられた被結合部材によって設置板に向かって引っ張られたとしても、延性を有しているため割れにくい。したがって、脆性な冷却基材を備えたウエハ載置台を設置板に支障なく締結できる。

なお、本明細書では、上下、左右、前後などを用いて本発明を説明することがあるが、上下、左右、前後は、相対的な位置関係に過ぎない。そのため、ウエハ載置台の向きを変えた場合には上下が左右になったり左右が上下になったりすることがあるが、そうした場合も本発明の技術的範囲に含まれる。

［２］上述したウエハ載置台（前記［１］に記載のウエハ載置台）において、前記結合部材は、前記雌ネジ部を有し、前記冷却基材の下面側から差し込まれるボルトの雄ネジと螺合可能な部材であってもよい。

［３］上述したウエハ載置台（前記［１］又は［２］に記載のウエハ載置台）において、前記冷却基材は、金属とセラミックとの複合材料又はアルミナ材料で形成されていてもよい。金属とセラミックとの複合材料やアルミナ材料は脆性材料であるため、本発明を適用する意義が高い。例えば、金属とセラミックとの複合材料を用いる場合には、アルミナと同等の熱膨張係数を有する複合材料を用いることが好ましい。

［４］上述したウエハ載置台（前記［１］～［３］のいずれかに記載のウエハ載置台）において、前記係合部は、前記収納穴の内周面に設けられた段差部又は傾斜部であってもよく、前記結合部材は、前記係合部に係合して前記結合部材が前記収納穴から落下しないようにする被係合部を有していてもよい。こうすれば、係合部や被係合部を比較的簡単に作製することができる。例えば、係合部が段差部の場合、結合部材にはその段差部に引っかかる被係合部を設けてもよい。また、係合部が傾斜部の場合、結合部材にはその傾斜部に一致する傾斜面を被係合部として設けてもよい。

［５］上述したウエハ載置台（前記［１］～［４］のいずれかに記載のウエハ載置台）において、前記結合部材は、軸回転しようとすると前記収納穴の壁に当たって軸回転を規制されるものとしてもよい。こうすれば、比較的簡単な構成で結合部材の軸回転を規制することができる。

［６］上述したウエハ載置台（前記［１］～［５］のいずれかに記載のウエハ載置台）において、前記冷却基材は、内部に冷媒流路を有しており、前記収納穴は、前記冷却基材のうち前記冷媒流路の底面よりも低い領域に設けられていてもよい。こうすれば、収納穴は冷媒流路の邪魔にならないため、冷媒流路の設計の自由度を損なうことがない。

［７］上述したウエハ載置台（前記［１］～［６］のいずれかに記載のウエハ載置台）において、前記結合部材は、前記収納穴で前記冷却基材と接合されておらずフリーな状態で収納されていてもよい。こうすれば、結合部材を収納穴に入れるだけでよいため、手間がかからない。

［８］上述したウエハ載置台（前記［１］～［７］のいずれかに記載のウエハ載置台）において、前記結合部材は、前記結合部材よりもヤング率の低い応力緩衝部材を介して前記係合部に係合していてもよい。こうすれば、結合部材が設置板に設けられた被結合部材によって設置板に向かって引っ張られたとしても、結合部材と係合部との間に応力緩衝部材が介在しているため、応力が分散しやすい。

［９］上述したウエハ載置台（前記［１］～［８］のいずれかに記載のウエハ載置台）において、前記結合部材と前記収納穴との隙間は、充填材で充填されていてもよい。こうすれば、結合部材と収納穴との隙間が空間になっている場合に比べて、熱伝導が良好になる。そのため、ウエハの均熱性が向上する。

［１０］上述したウエハ載置台（前記［１］～［９］のいずれかに記載のウエハ載置台）において、前記収納穴は、前記結合部材を収納する第１収納部と、前記第１収納部から前記冷却基材の下面に至るように設けられた第２収納部と、を備えていてもよく、前記係合部は、前記第１収納部と前記第２収納部との繋ぎ目に設けられた段差面であってもよい。

［１１］上述したウエハ載置台（前記［１０］に記載のウエハ載置台）において、前記第１収納部は、前記冷却基材の上面に開口していてもよく、前記アルミナ基材と前記冷却基材とを接合する接合層によって開口面が覆われていてもよい。こうすれば、第１収納部を冷却基材の内部に内蔵する場合に比べて、第１収納部を比較的容易に製造することができる。こうした構造では、収納穴を避けて冷媒流路（又は冷媒流路溝）を設ける必要があるため、ウエハのうち収納穴の直上付近は均熱性が低下しやすい。こうした均熱性の低下を抑えるには、結合部材と収納穴との隙間を充填材で充填するのが好ましい。こうすれば、収納穴周りの熱伝導が良好になるため、均熱性の低下を抑えることができる。

［１２］上述したウエハ載置台（前記［１０］又は［１１］に記載のウエハ載置台）において、前記段差面と前記結合部材とが直接又は間接的に接触する環状領域の幅は、３ｍｍ以上が好ましい。こうした環状領域の幅が３ｍｍ以上であれば、結合部材が設置板に設けられた被結合部材によって設置板に向かって引っ張られたとしても、段差面と結合部材とが直接又は間接的に接触する環状領域が広いため、応力が分散しやすい。

チャンバ９４に設置されたウエハ載置台１０の縦断面図。ウエハ載置台１０の平面図。収納穴３６及び雌ネジ部材３８の周辺を示す拡大断面図。冷却基材３０を収納穴３６の天井面に沿って水平に切断したときの断面を上からみた断面図。冷媒供給路３２１と冷媒排出路３２２を示す拡大断面図。ウエハ載置台１０の製造工程図。収納穴３６及び雌ネジ部材３８の別例を示す拡大断面図。収納穴３６及び雌ネジ部材３８の別例を示す拡大断面図。結合部材として雄ネジ部材８０を採用した場合の拡大断面図。チャンバ９４に設置されたウエハ載置台５１０の縦断面図。収納穴５３６及び雌ネジ部材５３８の周辺を示す拡大断面図。ウエハ載置台５１０の製造工程図。収納穴５３６及び雌ネジ部材５３８の寸法説明のための断面図。雌ネジ部材５３８として三角柱形状のナットを採用した場合の説明図。ウエハ載置台５１０の別例の縦断面図。

［第１実施形態］
本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１はチャンバ９４に設置されたウエハ載置台１０の縦断面図（ウエハ載置台１０の中心軸を含む面で切断したときの断面図）、図２はウエハ載置台１０の平面図、図３は収納穴３６及び雌ネジ部材３８の周辺を示す拡大断面図、図４は冷却基材３０を収納穴３６の天井面に沿って水平に切断したときの断面を上からみた断面図である。

ウエハ載置台１０は、ウエハＷにプラズマを利用してＣＶＤやエッチングなどを行うために用いられるものであり、半導体プロセス用のチャンバ９４の内部に設けられた設置板９６に固定されている。ウエハ載置台１０は、アルミナ基材２０と、冷却基材３０と、金属接合層４０とを備えている。

アルミナ基材２０は、円形のウエハ載置面２２ａを有する中央部２２の外周に、環状のフォーカスリング載置面２４ａを有する外周部２４を備えている。以下、フォーカスリングは「ＦＲ」と略すことがある。ウエハ載置面２２ａには、ウエハＷが載置され、ＦＲ載置面２４ａには、フォーカスリング７８が載置される。ＦＲ載置面２４ａは、ウエハ載置面２２ａに対して一段低くなっている。

アルミナ基材２０の中央部２２は、ウエハ載置面２２ａに近い側に、ウエハ吸着用電極２６を内蔵している。ウエハ吸着用電極２６は、例えばＷ、Ｍｏ、ＷＣ、ＭｏＣなどを含有する材料によって形成されている。ウエハ吸着用電極２６は、円板状又はメッシュ状の単極型の静電吸着用電極である。アルミナ基材２０のうちウエハ吸着用電極２６よりも上側の層は誘電体層として機能する。ウエハ吸着用電極２６には、ウエハ吸着用直流電源５２が給電端子５４を介して接続されている。給電端子５４は、冷却基材３０及び金属接合層４０を上下方向に貫通する貫通穴に配置された絶縁管５５を通過して、アルミナ基材２０の下面からウエハ吸着用電極２６に至るように設けられている。ウエハ吸着用直流電源５２とウエハ吸着用電極２６との間には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５３が設けられている。

冷却基材３０は、円板部材である。冷却基材３０の材料としては、金属とセラミックとの複合材料などが好ましい。こうした複合材料としては、金属マトリックス複合材料（メタル・マトリックス・コンポジット（ＭＭＣ）ともいう）やセラミックマトリックス複合材料（セラミック・マトリックス・コンポジット（ＣＭＣ）ともいう）などが挙げられる。こうした複合材料は、脆性材料の一種である。冷却基材３０は、内部に冷媒が循環可能な冷媒流路３２を備えている。この冷媒流路３２は、図示しない冷媒供給路及び冷媒排出路に接続されており、冷媒排出路から排出された冷媒は温度調整されたあと再び冷媒供給路に戻される。冷媒流路３２を流れる冷媒は、液体が好ましく、電気絶縁性であることが好ましい。電気絶縁性の液体としては、例えばフッ素系不活性液体などが挙げられる。金属とセラミックとの複合材料としては、Ｓｉ，ＳｉＣ及びＴｉを含む材料やＳｉＣ多孔質体にＡｌ及び／又はＳｉを含浸させた材料、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＣとの複合材料などが挙げられる。Ｓｉ，ＳｉＣ及びＴｉを含む材料をＳｉＳｉＣＴｉといい、ＳｉＣ多孔質体にＡｌを含浸させた材料をＡｌＳｉＣといい、ＳｉＣ多孔質体にＳｉを含浸させた材料をＳｉＳｉＣという。冷却基材３０に用いる複合材料としては熱膨張係数がアルミナに近いＡｌＳｉＣやＳｉＳｉＣＴｉなどが好ましい。冷却基材３０は、ＲＦ電源６２に給電端子６４を介して接続されている。冷却基材３０とＲＦ電源６２との間には、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）６３が配置されている。冷却基材３０は、下面側にウエハ載置台１０を設置板９６にクランプするのに用いられるフランジ部３４を有する。

冷却基材３０には、複数の収納穴３６が設けられ、収納穴３６には、雌ネジ部材３８（結合部材）が収納されている。複数の収納穴３６は、冷却基材３０のうち冷媒流路３２の底面３２ａよりも低い領域に設けられている。複数の収納穴３６は、冷却基材３０の同心円（例えばウエハＷの直径の１／２とか１／３の円）に沿って等間隔に複数（例えば６個とか８個）設けられている。つまり、複数の収納穴３６は、図２に示すように、ウエハ載置台１０の中心に近い領域に設けられている。収納穴３６は、図３に示すように、冷却基材３０の下面に開口している。収納穴３６は、第１収納部３６ａと、第２収納部３６ｂと、段差部３６ｃとを備える。第１収納部３６ａは、収納穴３６の上部に設けられた直方体状の空間である。第２収納部３６ｂは、収納穴３６の下部に設けられた円柱状の空間である。段差部３６ｃは、第１収納部３６ａと第２収納部３６ｂとの繋ぎ目の部分である。収納穴３６には、雌ネジ部材３８が収納されている。雌ネジ部材３８は、直方体状の頭部３８ａと、頭部３８ａの下面に設けられた円筒部３８ｂとを有し、円筒部３８ｂの内周面にネジが切られている。雌ネジ部材３８の頭部３８ａは、収納穴３６の第１収納部３６ａに収納されている。雌ネジ部材３８は、頭部３８ａの下面が収納穴３６の段差部３６ｃに係合しているため、収納穴３６から落下することはない。雌ネジ部材３８の円筒部３８ｂは、収納穴３６の第２収納部３６ｂに収納されている。雌ネジ部材３８が軸回転しようとすると、図４に示すように、頭部３８ａが第１収納部３６ａの側壁に当たって軸回転が規制されるようになっている。雌ネジ部材３８は、延性材料（例えばＴｉ，Ｍｏ，Ｗなど）で形成されている。

金属接合層４０は、アルミナ基材２０の下面と冷却基材３０の上面とを接合する。金属接合層４０は、例えば、はんだや金属ロウ材で形成された層であってもよい。金属接合層４０は、例えばＴＣＢ（Ｔｈｅｒｍａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｂｏｎｄｉｎｇ）により形成される。ＴＣＢとは、接合対象の２つの部材の間に金属接合材を挟み込み、金属接合材の固相線温度以下の温度に加熱した状態で２つの部材を加圧接合する公知の方法をいう。

アルミナ基材２０の外周部２４の側面、金属接合層４０の外周及び冷却基材３０の側面は、絶縁膜４２で被覆されている。絶縁膜４２としては、例えばアルミナやイットリアなどの溶射膜が挙げられる。

こうしたウエハ載置台１０は、チャンバ９４の内部に設けられた設置板９６の上にシールリング７６を介して取り付けられる。シールリング７６は、金属製又は樹脂製であり、外径が冷却基材３０の外径よりもやや小さい。ウエハ載置台１０の外周領域は、クランプ部材７０を用いて設置板９６に取り付けられる。クランプ部材７０は、断面が略逆Ｌ字状の環状部材であり、内周段差面７０ａを有する。ウエハ載置台１０の冷却基材３０のフランジ部３４に、クランプ部材７０の内周段差面７０ａを載置した状態で、クランプ部材７０の上面からボルト７２が差し込まれて設置板９６の上面に設けられたネジ穴に螺合されている。ボルト７２は、クランプ部材７０の円周方向に沿って等間隔に設けられた複数箇所（例えば８箇所とか１２箇所）に取り付けられる。クランプ部材７０やボルト７２は、絶縁材料で作製されていてもよいし、導電材料（金属など）で作製されていてもよい。また、ウエハ載置台１０の中央領域は、ボルト９８（被結合部材）を用いて設置板９６に取り付けられる。図３に示すように、ボルト９８の足部には、雄ネジ９８ａが設けられている。ボルト９８は、設置板９６のうち収納穴３６に対向する位置に設けられた貫通穴９７に設置板９６の下面から挿通され、雄ネジ９８ａが収納穴３６内の雌ネジ部材３８に螺合される。貫通穴９７は、上部が小径、下部が大径となっており、上部と下部との間に段差部９７ａを有する。ボルト９８の頭部は、貫通穴９７の段差部９７ａに引っ掛かる。雌ネジ部材３８は収納穴３６の第１収納部３６ａ内に軸回転を規制された状態で収納されているため、ボルト９８を雌ネジ部材３８に螺合することができる。ボルト９８を雌ネジ部材３８に螺合すると、雌ネジ部材３８は頭部３８ａが収納穴３６の段差部３６ｃに係合した状態で設置板９６に向かって引っ張られた状態になる。

ウエハ載置台１０の使用時にはアルミナ基材２０のウエハ載置面２２ａ側が真空、冷却基材３０の下面側が大気になるため、ウエハ載置台１０が上に向かって凸になりやすい。また、ハイパワープラズマでウエハＷを処理する場合、アルミナ基材２０のウエハ載置面２２ａ側が高温、下面側が冷却されて低温になるため、ウエハ載置面２２ａ側の方が延びやすく、ウエハ載置台１０が上に向かって凸になりやすい。しかしながら、本実施形態では、ウエハ載置台１０の中央領域がボルト９８によって固定されているため、ウエハ載置台１０が上に向かって凸になるのを防止することができる。また、冷却基材３０の下面の中央領域と設置板９６の上面との間に図示しないシールリングが配置されていたとしても、ウエハ載置台１０の中央領域がボルト９８によって固定されているため、そのシールリングはしっかりと押し潰された状態で維持される。

例えば、図５に示すように、冷媒供給路３２１は、設置板９６を貫通する第１供給路３２ｐと、設置板９６と冷却基材３０との間に配置された冷媒供給用シールリング３２ｑの内部と、冷却基材３０の下面から冷媒流路３２に至る第２供給路３２ｒとで構成されているとする。冷媒排出路３２２は、冷媒流路３２から冷却基材３０の下面に至る第１排出路３２ｓと、冷却基材３０と設置板９６との間に配置された冷媒排出用シールリング３２ｔの内部と、設置板９６を貫通して設置板９６の下面に至る第２排出路３２ｕとで構成されているとする。この場合、収納穴３６内の雌ネジ部材３８とボルト９８とが螺合されることによりウエハ載置台１０の中央領域が固定されるため、これらのシールリング３２ｑ，３２ｔはしっかりと押し潰された状態で維持される。そのため、シールリング３２ｑ，３２ｔはシール性を十分に確保することができる。

次に、ウエハ載置台１０の製造例を図６を用いて説明する。図６はウエハ載置台１０の製造工程図である。まず、アルミナ基材２０の元となる円板状のアルミナ焼結体１２０を、アルミナ粉末の成形体をホットプレス焼成することにより作製する（図６Ａ）。アルミナ焼結体１２０は、ウエハ吸着用電極２６を内蔵している。次に、アルミナ焼結体１２０の下面からウエハ吸着用電極２６まで穴２７をあけ（図６Ｂ）、その穴２７に給電端子５４を挿入して給電端子５４とウエハ吸着用電極２６とを接合する（図６Ｃ）。

これと並行して、３つのＭＭＣ円板部材１３１，１３３，１３５を作製する（図６Ｄ）。そして、上側のＭＭＣ円板部材１３１の下面に最終的に冷媒流路３２となる溝１３２を形成すると共に、下側のＭＭＣ円板部材１３５に最終的に収納穴３６となる段差穴１３６を形成し、更に、３つのＭＭＣ円板部材１３１，１３３，１３５に上下方向に貫通する貫通穴を形成する（図６Ｅ）。これらの貫通穴は最終的に給電端子５４を挿通する穴になる。アルミナ焼結体１２０がアルミナ製の場合、ＭＭＣ円板部材１３１，１３３，１３５はＳｉＳｉＣＴｉ製かＡｌＳｉＣ製であることが好ましい。アルミナの熱膨張係数とＳｉＳｉＣＴｉやＡｌＳｉＣの熱膨張係数とは、概ね同じだからである。

ＳｉＳｉＣＴｉ製の円板部材は、例えば以下のように作製することができる。まず、炭化珪素と金属Ｓｉと金属Ｔｉとを混合して粉体混合物を作製する。次に、得られた粉体混合物を一軸加圧成形により円板状の成形体を作製し、その成形体を不活性雰囲気下でホットプレス焼結させることにより、ＳｉＳｉＣＴｉ製の円板部材を得る。

次に、下側のＭＭＣ円板部材１３５の段差穴１３６に雌ネジ部材３８を収納する。そして、上側のＭＭＣ円板部材１３１の下面と真ん中のＭＭＣ円板部材１３３の上面との間に金属接合材を配置すると共に、真ん中のＭＭＣ円板部材１３３の下面と下側のＭＭＣ円板部材１３５の上面との間に金属接合材を配置し、更に上側のＭＭＣ円板部材１３１の上面に金属接合材を配置する。各金属接合材には、給電端子５４を挿通する位置に貫通穴を設けておく。次に、アルミナ焼結体１２０の給電端子５４をＭＭＣ円板部材１３１，１３３，１３５の貫通穴に挿入し、アルミナ焼結体１２０を上側のＭＭＣ円板部材１３１の上面に配置された金属接合材の上に載せる。これにより、下から順に、ＭＭＣ円板部材１３５、金属接合材、ＭＭＣ円板部材１３３、金属接合材、ＭＭＣ円板部材１３１、金属接合材及びアルミナ焼結体１２０が積層した積層体を得る。この積層体を加熱しながら加圧することにより（ＴＣＢ）、接合体１１０を得る（図６Ｆ）。接合体１１０は、冷却基材３０の元となるＭＭＣブロック１３０の上面に、金属接合層４０を介してアルミナ焼結体１２０が接合されたものである。ＭＭＣブロック１３０は、上側のＭＭＣ円板部材１３１と真ん中のＭＭＣ円板部材１３３とが金属接合層を介して接合されると共に、真ん中のＭＭＣ円板部材１３３と下側のＭＭＣ円板部材１３５とが金属接合層を介して接合されたものである。ＭＭＣブロック１３０は、内部に冷媒流路３２と収納穴３６を有している。また、収納穴３６には雌ネジ部材３８が収納されている。

ＴＣＢは、例えば以下のように行われる。すなわち、金属接合材の固相線温度以下（例えば、固相線温度から２０℃引いた温度以上固相線温度以下）の温度で積層体を加圧して接合し、その後室温に戻す。これにより、金属接合材は金属接合層になる。このときの金属接合材としては、Ａｌ－Ｍｇ系接合材やＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系接合材を使用することができる。例えば、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系接合材を用いてＴＣＢを行う場合、真空雰囲気下で加熱した状態で積層体を加圧する。金属接合材は、厚みが１００μｍ前後のものを用いるのが好ましい。

続いて、アルミナ焼結体１２０の外周を切削して段差を形成することにより、中央部２２と外周部２４とを備えたアルミナ基材２０とする。また、ＭＭＣブロック１３０の外周を切削して段差を形成することにおり、フランジ部３４を備えた冷却基材３０とする。また、ＭＭＣブロック１３０及び金属接合層４０に設けられた給電端子５４の挿入穴に、絶縁管５５を配置する。更に、アルミナ基材２０の外周部２４の側面、金属接合層４０の周囲及び冷却基材３０の側面を、アルミナ粉末を用いて溶射することにより絶縁膜４２を形成する（図６Ｇ）。これにより、ウエハ載置台１０を得る。

なお、図１の冷却基材３０は、一体品として記載したが、図６Ｇに示すように３つの部材が金属接合層で接合された構造であってもよいし、２つ又は４つ以上の部材が金属接合層で接合された構造であってもよい。

次に、ウエハ載置台１０の使用例について図１を用いて説明する。チャンバ９４の設置板９６には、上述したようにウエハ載置台１０の外周領域がクランプ部材７０によって固定されると共に、ウエハ載置台１０の中央領域がボルト９８によって固定されている。チャンバ９４の天井面には、プロセスガスを多数のガス噴射孔からチャンバ９４の内部へ放出するシャワーヘッド９５が配置されている。設置板９６は、例えばアルミナなどの絶縁材料で形成されている。

ウエハ載置台１０のＦＲ載置面２４ａには、フォーカスリング７８が載置され、ウエハ載置面２２ａには、円盤状のウエハＷが載置される。フォーカスリング７８は、ウエハＷと干渉しないように上端部の内周に沿って段差を備えている。この状態で、ウエハ吸着用電極２６にウエハ吸着用直流電源５２の直流電圧を印加してウエハＷをウエハ載置面２２ａに吸着させる。そして、チャンバ９４の内部を所定の真空雰囲気（又は減圧雰囲気）になるように設定し、シャワーヘッド９５からプロセスガスを供給しながら、冷却基材３０にＲＦ電源６２からのＲＦ電圧を印加する。すると、ウエハＷとシャワーヘッド９５との間でプラズマが発生する。そして、そのプラズマを利用してウエハＷにＣＶＤ成膜を施したりエッチングを施したりする。なお、ウエハＷがプラズマ処理されるのに伴ってフォーカスリング７８も消耗するが、フォーカスリング７８はウエハＷに比べて厚いため、フォーカスリング７８の交換は複数枚のウエハＷを処理したあとに行われる。

ハイパワープラズマでウエハＷを処理する場合には、ウエハＷを効率的に冷却する必要がある。ウエハ載置台１０では、アルミナ基材２０と冷却基材３０との接合層として、熱伝導率の低い樹脂層ではなく、熱伝導率の高い金属接合層４０を用いている。そのため、ウエハＷから熱を引く能力（抜熱能力）が高い。また、アルミナ基材２０と冷却基材３０との熱膨張差は小さいため、金属接合層４０の応力緩和性が低くても、支障が生じにくい。

以上説明したウエハ載置台１０では、雌ネジ部材３８は、冷却基材３０の下面に開口する収納穴３６内に軸回転を規制された状態で且つ収納穴３６から落下しないように収納穴３６の段差部３６ｃ（係合部）に係合した状態で収納されている。雌ネジ部材３８は軸回転が規制されているため、冷却基材３０の下面側から差し込まれるボルト９８の雄ネジ９８ａを雌ネジ部材３８に螺合することができる。また、雌ネジ部材３８は、収納穴３６の段差部３６ｃに係合した状態で設置板９６に挿通されたボルト９８によって設置板９６に向かって引っ張られたとしても、延性を有しているため割れにくい。したがって、脆性な冷却基材３０を備えたウエハ載置台１０を設置板９６に支障なく締結することができる。

また、冷却基材３０は、ＭＭＣで形成されている。ＭＭＣは脆性材料であるため、本発明を適用する意義が高い。

更に、収納穴３６は係合部として段差部３６ｃを備え、雌ネジ部材３８は被係合部として頭部３８ａを備えている。そのため、係合部や被係合部を比較的簡単に作製することができる。

更にまた、雌ネジ部材３８は、軸回転しようとすると収納穴３６の第１収納部３６ａの側壁に当たって軸回転を規制される。そのため、比較的簡単な構成で雌ネジ部材３８の軸回転を規制することができる。

そして、収納穴３６は、冷却基材３０のうち冷媒流路３２の底面３２ａよりも低い領域に設けられている。そのため、収納穴３６は冷媒流路３２の邪魔にならない。したがって、冷媒流路３２の設計の自由度を損なうことがない。

そしてまた、雌ネジ部材３８は、収納穴３６で冷却基材３０と接合されておらずフリーな状態で収納されている。ウエハ載置台１０を製造する際、雌ネジ部材３８を収納穴３６に入れるだけでよいため、手間がかからない。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

上述した第１実施形態では、収納穴３６を冷却基材３０のうち冷媒流路３２の底面３２ａよりも低い領域に設けたが、これに限定されない。例えば、図７に示すように、収納穴３６の天井面３６ｄが冷媒流路３２の底面３２ａよりも高くなるように設けてもよい。図７では、上述した第１実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付した。図７では、収納穴３６の第１収納部３６ａは上述した第１実施形態と同じ大きさであるが、第２収納部３６ｂの上下方向の長さは上述した第１実施形態よりも長い。また、雌ネジ部材３８の頭部３８ａは上述した第１実施形態と同じ大きさであるが、円筒部３８ｂの上下方向の長さは上述した第１実施形態よりも長い。このようにしても、上述した第１実施形態と概ね同様の効果が得られる。但し、冷媒流路３２の設計の自由度は上述した第１実施形態に比べて制限される。

上述した第１実施形態では、収納穴３６の内周面に段差部３６ｃを設けたが、これに限定されない。例えば、図８に示すように、雌ネジ部材３８の頭部３８ａのうち互いに向かい合う側面を傾斜面３８ｃとし、収納穴３６の内周面にその傾斜面３８ｃと一致する傾斜部３６ｅを設けてもよい。この場合、雌ネジ部材３８の傾斜面３８ｃは収納穴３６の傾斜部３６ｅに係合するため、雌ネジ部材３８が収納穴３６から落下することはない。また、ボルト９８を雌ネジ部材３８に螺合すると、雌ネジ部材３８は傾斜面３８ｃが収納穴３６の傾斜部３６ｅに係合した状態で設置板９６に向かって引っ張られた状態になる。

上述した第１実施形態では、雌ネジ部材３８の頭部３８ａの形状を平面視で長方形としたが、特にこれに限定されない。例えば、頭部３８ａの形状を平面視で三角形や五角形などの多角形としてもよいし、プラス（＋）形状としてもよいし、楕円形としてもよい。収納穴３６の第１収納部３６ａの形状は、雌ネジ部材３８が軸回転しようしたときに頭部３８ａが側壁に当たる形状とすればよい。この点は、後述する第２実施形態の雌ネジ部材５３８も同様である。

上述した第１実施形態では、結合部材として雌ネジ部材３８を採用し、被結合部材としてボルト９８を採用したが、図９に示すように、結合部材として雄ネジ部材８０を採用し、被結合部材としてナット８２を採用してもよい。図９では、上述した第１実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付した。雄ネジ部材８０は、延性材料で形成されている。雄ネジ部材８０は、頭部３８ａと同形状の頭部８０ａと、頭部８０ａの裏面中央に設けられた足部８０ｂと、足部８０ｂの先端に設けられた雄ネジ部８０ｃとを有する。頭部８０ａは、収納穴３６の第１収納部３６ａに収納されている。足部８０ｂは、第２収納部３６ｂ及び設置板９６の貫通穴９７に挿通されている。雄ネジ部８０ｃは、ナット８２に螺合されている。ナット８２は、貫通穴９７の段差部９７ａに引っ掛かるようになっている。雄ネジ部材８０は、頭部８０ａの下面が収納穴３６の段差部３６ｃに係合しているため、収納穴３６から落下することはない。雄ネジ部材８０が軸回転しようとすると、頭部８０ａが第１収納部３６ａの側壁に当たって軸回転が規制される。そのため、雄ネジ部材８０の雄ネジ部８０ｃにナット８２を螺合することができる。ナット８２を雄ネジ部材８０の雄ネジ部８０ｃに螺合すると、雄ネジ部材８０は頭部８０ａが収納穴３６の段差部３６ｃに係合した状態で設置板９６に向かって引っ張られた状態になる。図９の構成を採用した場合も、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。後述する第２実施形態でも、結合部材として雌ネジ部材５３８の代わりに雄ネジ部材を採用し、被結合部材としてボルト９８の代わりにナットを採用してもよい。

上述した第１実施形態において、冷却基材３０の下面からウエハ載置面２２ａに至るようにウエハ載置台１０を貫通する穴を設けてもよい。こうした穴としては、ウエハＷの裏面に熱伝導ガス（例えばＨｅガス）を供給するためのガス供給穴や、ウエハ載置面２２ａに対してウエハＷを上下させるリフトピンを挿通するためのリフトピン穴などが挙げられる。熱伝導ガスは、ウエハ載置面２２ａに設けれられた図示しない多数の小突起（ウエハＷを支持する）とウエハＷとによって形成される空間に供給される。リフトピン穴は、ウエハＷを例えば３本のリフトピンで支持する場合には３箇所に設けられる。冷却基材３０の下面と設置板９６の上面との間には、こうした穴に対向する位置に樹脂製又は金属製のシールリング（例えばＯリング）を配置する。ウエハ載置台１０の中央領域がボルト９８によって固定されているため、これらのシールリングはしっかりと押し潰された状態で維持される。したがって、これらのシールリングはシール性を十分に確保することができる。この点は、後述する第２実施形態も同様である。

上述した第１実施形態では、冷却基材３０をＭＭＣで作製したが、ＭＭＣ以外の脆性材料（例えばアルミナ材料）で作製してもよい。この点は、後述する第２実施形態の冷却基材５３０も同様である。

上述した第１実施形態では、アルミナ基材２０の中央部２２にウエハ吸着用電極２６を内蔵したが、これに代えて又は加えて、プラズマ発生用のＲＦ電極を内蔵してもよいし、ヒータ電極（抵抗発熱体）を内蔵してもよい。また、アルミナ基材２０の外周部２４にフォーカスリング（ＦＲ）吸着用電極を内蔵してもよいし、ＲＦ電極やヒータ電極を内蔵してもよい。この点は、後述する第２実施形態も同様である。

上述した第１実施形態では、図６Ａのアルミナ焼結体１２０はアルミナ粉末の成形体をホットプレス焼成することにより作製したが、そのときの成形体は、テープ成形体を複数枚積層して作製してもよいし、モールドキャスト法によって作製してもよいし、アルミナ粉末を押し固めることによって作製してもよい。この点は、後述する第２実施形態も同様である。

上述した第１実施形態では、アルミナ基材２０と冷却基材３０とを金属接合層４０で接合したが、金属接合層４０の代わりに樹脂接合層を用いてもよい。この点は、後述する第２実施形態も同様である。

上述した第１実施形態において、雌ネジ部材３８と収納穴３６の第１収納部３６ａとの隙間に充填材を充填してもよい。こうすれば、この隙間が空間になっている場合に比べて、熱伝導が良好になる。そのため、ウエハＷの均熱性が向上する。充填材としては、例えば、接着性樹脂や非接着性樹脂のほか、これらの樹脂に熱伝導性粉末（金属粉末など）を添加したものなどが挙げられる。雌ネジ部材３８には、雌ネジ部材３８を上下方向に貫通する貫通穴（円筒部３８ｂの内部空間から頭部３８ａの頂面に至る貫通穴）を設けるのが好ましい。こうすれば、図６Ｆの段階で、貫通穴を介して流動性のある充填材を雌ネジ部材３８と収納穴３６の第１収納部３６ａとの隙間に容易に注入することができる。

［第２実施形態］
図１０はチャンバ９４に設置されたウエハ載置台５１０の縦断面図（ウエハ載置台５１０の中心軸を含む面で切断したときの断面図）、図１１は収納穴５３６及び雌ネジ部材５３８の周辺を示す拡大断面図である。

ウエハ載置台５１０も、ウエハＷにプラズマを利用してＣＶＤやエッチングなどを行うために用いられるものであり、半導体プロセス用のチャンバ９４の内部に設けられた設置板９６に固定されている。チャンバ９４については、第１実施形態で説明済みであるため、同じ構成要素については同じ符号を付し、その説明を省略する。ウエハ載置台５１０は、アルミナ基材２０と、冷却基材５３０と、金属接合層５４０とを備えている。

アルミナ基材２０は、第１実施形態で説明済みであるため、同じ構成要素については同じ符号を付し、その説明を省略する。

冷却基材５３０は、円板部材であり、冷却基材３０と同様の材料で形成される。ここでは、冷却基材５３０は、ＭＭＣ製の円板部材とする。冷却基材５３０は、冷媒流路溝５８２を有している。冷媒流路溝５８２は、一端から他端まで一筆書きの要領で形成され、冷却基材５３０の下面に開口するように冷却基材５３０に設けられている。冷媒流路溝５８２は、チャンバ９４の設置板９６の上面によって開口が塞がれることにより、冷媒流路５３２を形成する。そのため、冷媒流路溝５８２は、冷媒流路５３２の側壁及び天井面を構成するものである。冷媒流路５３２も、上述した第１実施形態の冷媒流路３２と同様、図示しない冷媒供給路及び冷媒排出路に接続されており、冷媒排出路から排出された冷媒は温度調整されたあと再び冷媒供給路に戻される。冷却基材５３０のうち冷媒流路溝５８２よりも上側の厚みは、５ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以下であることがより好ましい。また、冷媒流路溝５８２の上側の角部（側壁と天井面とが交叉する角部）はＲ面になっていることが好ましく、Ｒ面の曲率半径は、例えば０．５～２ｍｍが好ましい。冷却基材５３０は、ＲＦ電源６２に給電端子６４を介して接続されている。冷却基材５３０とＲＦ電源６２との間には、ＨＰＦ６３が配置されている。冷却基材５３０は、設置板９６にクランプするのに用いられるフランジ部５３４を有する。

冷却基材５３０には、複数の収納穴５３６が設けられ、収納穴５３６には、雌ネジ部材５３８（結合部材）が収納されている。複数の収納穴５３６は、第１実施形態の収納穴３６と同様、冷却基材５３０の同心円に沿って等間隔に複数設けられている。収納穴５３６は、図１１に示すように、第１収納部５３６ａと、第２収納部５３６ｂと、段差部５３６ｃとを備える。第１収納部５３６ａは、収納穴５３６の上部に設けられた空間であり、冷却基材５３０の上面に開口している。第１収納部５３６ａの開口面（上面）は、金属接合層５４０によって覆われている。第２収納部５３６ｂは、第１収納部５３６ａから冷却基材５３０の下面に至るように第１収納部５３６ａよりも細く設けられた通路である。段差部５３６ｃは、第１収納部５３６ａと第２収納部５３６ｂとの繋ぎ目に設けられた段差面である。第１収納部５３６ａには、雌ネジ部材５３８が収納されている。雌ネジ部材５３８は、中央にネジ穴（雌ネジ）を有する直方体形状（平面視で長方形状）のナットである。第１収納部５３６ａも、直方体形状（平面視で略長方状）の空間であり、雌ネジ部材５３８をあそびをもって収納する。雌ネジ部材５３８と第１収納部５３６ａとの隙間は、充填材５３９で充填されている。具体的には、雌ネジ部材５３８の上面及び側面と第１収納部５３６ａの内周面と金属接合層５４０とで囲まれた隙間は、充填材５３９で充填されている。充填材５３９としては、例えば、接着性樹脂や非接着性樹脂のほか、これらの樹脂に熱伝導性粉末（金属粉末など）を添加したものなどが挙げられる。充填材５３９の熱伝導率は、１×１０^-4Ｗ／ｍｍ・Ｋ以上が好ましく、１×１０^-3Ｗ／ｍｍ・Ｋ以上がより好ましく、１×１０^-2Ｗ／ｍｍ・Ｋ以上が更に好ましい。充填材５３９の熱伝導率は、例えば樹脂に添加する熱伝導性粉末の量によって調節することができる。雌ネジ部材５３８と第１収納部５３６ａとの隙間の幅ｄは、この隙間に流動性のある未硬化充填材を注入することを考慮すると、０．２ｍｍ以上が好ましい。段差部５３６ｃは、冷媒流路溝５８２の天井面以下に配置されている。雌ネジ部材５３８は、収納穴５３６の段差部５３６ｃに係合している。雌ネジ部材５３８が軸回転しようとすると、第１収納部５３６ａの側壁に当たって軸回転が規制されるようになっている。本実施形態では、充填材５３９が存在するため、雌ネジ部材５３８は充填材５３９によっても軸回転が規制されている。雌ネジ部材５３８は、延性材料（例えばＴｉ，Ｍｏ，Ｗなど）で形成されている。

金属接合層５４０は、アルミナ基材２０の下面と冷却基材５３０の上面とを接合する。金属接合層５４０は、第１実施形態の金属接合層４０と同じであるため、その説明を省略する。

アルミナ基材２０の外周部２４の側面、金属接合層５４０の外周及び冷却基材５３０の側面は、絶縁膜５４２で被覆されている。絶縁膜５４２としては、例えばアルミナやイットリアなどの溶射膜が挙げられる。

こうしたウエハ載置台５１０は、チャンバ９４の内部に設けられた設置板９６の上に大径のシールリング５７６及び小径のシールリング５７７～５７９を介して取り付けられる。シールリング５７６～５７９は、金属製又は樹脂製である。シールリング５７６は、冷却基材５３０の外縁のやや内側に配置され、冷媒がシールリング５７６の外側へ漏れ出るのを防止する。シールリング５７７は、ボルト９８の足部の周囲を取り囲むように配置され、冷媒がシールリング５７７の内側に入り込むのを防止する。シールリング５７８は、絶縁管５５の開口縁に配置され、冷媒がシールリング５７８の内側に入り込むのを防止する。シールリング５７９は、給電端子６４の周囲を取り囲むように配置され、冷媒がシールリング５７９の内側に入り込むのを防止する。

冷却基材５３０の外周に設けられたフランジ部５３４は、クランプ部材７０及びボルト７２を用いて設置板９６に取り付けられる。クランプ部材７０、ボルト７２及びクランプ方法については、第１実施形態で説明済みのため、その説明を省略する。また、冷却基材５３０の中央領域は、ボルト９８（被結合部材）を用いて設置板９６に取り付けられる。図１１に示すように、ボルト９８の足部には、雄ネジ９８ａが設けられている。ボルト９８は、設置板９６のうち収納穴５３６に対向する位置に設けられた貫通穴９７に設置板９６の下面から挿通され、雄ネジ９８ａが第１収納部５３６ａ内の雌ネジ部材５３８に螺合される。貫通穴９７は、上部が小径、下部が大径となっており、上部と下部との間に段差部９７ａを有する。ボルト９８の頭部は、貫通穴９７の段差部９７ａに引っ掛かる。雌ネジ部材５３８は第１収納部５３６ａ内に軸回転を規制された状態で収納されているため、ボルト９８を雌ネジ部材５３８に螺合することができる。ボルト９８を雌ネジ部材５３８に螺合すると、雌ネジ部材５３８は収納穴５３６の段差部５３６ｃに係合した状態で設置板９６に向かって引っ張られた状態になる。

本実施形態では、ウエハ載置台５１０の中央領域がボルト９８によって固定されているため、ウエハ載置台５１０が上に向かって凸になるのを防止することができるし、シールリング５７６～５７８をしっかりと押し潰した状態で維持することができる。

なお、冷媒流路５８２への冷媒の給排は、第１実施形態で説明した図５と同様の構造を採用することにより行われる。

次に、ウエハ載置台５１０の製造例を図１２を用いて説明する。図１２はウエハ載置台５１０の製造工程図である。まず、第１実施形態と同様にして、給電端子５４を備えたアルミナ焼結体１２０を作製する（図１２Ａ～Ｃ）。

これと並行して、ＭＭＣ円板部材６３０を作製し（図１２Ｄ）、ＭＭＣ円板部材６３０の下面に冷媒流路溝５８２を形成すると共に、ＭＭＣ円板部材６３０を上下方向に貫通する収納穴５３６（第１収納部５３６ａ、第２収納部５３６ｂ及び段差部５３６ｃ）や給電端子５４を挿通するための貫通穴を形成する（図１２Ｅ）。この場合、ＭＭＣ円板部材６３０はＳｉＳｉＣＴｉ製かＡｌＳｉＣ製であることが好ましい。アルミナの熱膨張係数とＳｉＳｉＣＴｉやＡｌＳｉＣの熱膨張係数とは、概ね同じだからである。

次に、第１収納部５３６ａに雌ネジ部材５３８を収納した後、ＭＭＣ円板部材６３０の上面に金属接合材を配置する。金属接合材には、給電端子５４を挿通するための貫通穴を設けておく。次に、アルミナ焼結体１２０の給電端子５４を金属接合材の貫通穴及びＭＭＣ円板部材６３０の貫通穴に挿入しながら、アルミナ焼結体１２０を金属接合材の上に載置する。これにより、下から順に、ＭＭＣ円板部材６３０、金属接合材及びアルミナ焼結体１２０が積層した積層体を得る。この積層体を加熱しながら加圧することにより（ＴＣＢ）、接合体６１０を得る（図１２Ｆ）。接合体６１０は、アルミナ焼結体１２０とＭＭＣ円板部材６３０とが金属接合層５４０で接合されたものである。接合体６１０の第１収納部５３６ａには雌ネジ部材５３８が収納されている。なお、金属接合材やＴＣＢについては、第１実施形態で説明済みのため、ここではその説明を省略する。

続いて、第２収納部５３６ｂ及び雌ネジ部材５３８のネジ穴を介して雌ネジ部材５３８と第１収納部５３６ａとの隙間に流動性のある未硬化充填材を注入する。この隙間は、未硬化充填材の注入しやすさを考慮すると、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。注入した未硬化充填材を硬化させることにより、充填材５３９とする。続いて、アルミナ焼結体１２０の外周を切削して段差を形成することにより、中央部２２と外周部２４とを備えたアルミナ基材２０とする。また、ＭＭＣ円板部材６３０の外周を切削して段差を形成することにおり、フランジ部５３４を備えた冷却基材５３０とする。また、給電端子５４の挿入穴に絶縁管５５を配置する。更に、アルミナ基材２０の外周部２４の側面、金属接合層５４０の周囲及び冷却基材５３０の側面を、アルミナ粉末を用いて溶射することにより絶縁膜５４２を形成する（図１２Ｇ）。これにより、ウエハ載置台５１０を得る。

ウエハ載置台５１０の使用例については、上述した第１実施形態のウエハ載置台１０の使用例と同様であるため、その説明を省略する。

以上説明したウエハ載置台５１０では、雌ネジ部材５３８は、冷却基材５３０の下面に開口する収納穴５３６内に軸回転を規制された状態で且つ収納穴５３６から落下しないように収納穴５３６の段差部５３６ｃ（係合部）に係合した状態で収納されている。雌ネジ部材５３８は軸回転が規制されているため、冷却基材５３０の下面側から差し込まれるボルト９８の雄ネジ９８ａを雌ネジ部材５３８に螺合することができる。また、雌ネジ部材５３８は、収納穴５３６の段差部５３６ｃに係合した状態で設置板９６に挿通されたボルト９８によって設置板９６に向かって引っ張られたとしても、延性を有しているため割れにくい。したがって、脆性な冷却基材５３０を備えたウエハ載置台５１０を設置板９６に支障なく締結することができる。

また、冷却基材５３０は、ＭＭＣで形成されている。ＭＭＣは脆性材料であるため、本発明を適用する意義が高い。

更に、収納穴５３６は係合部として段差部５３６ｃを備え、雌ネジ部材５３８の底面は被係合部として機能する。そのため、係合部や被係合部を比較的簡単に作製することができる。

更にまた、雌ネジ部材５３８は、軸回転しようとすると収納穴５３６の第１収納部５３６ａの側壁に当たって軸回転を規制される。そのため、比較的簡単な構成で雌ネジ部材５３８の軸回転を規制することができる。また、雌ネジ部材５３８は充填材５３９によっても軸回転を規制される。

そして更に、第１収納部５３６ａは、冷却基材５３０の上面に開口し、金属接合層５４０によって開口面が覆われている。そのため、第１実施形態のように第１収納部３６ａを冷却基材３０の内部に内蔵する場合に比べて、第１収納部５３６ａを比較的容易に製造することができる。こうした構造では、収納穴５３６を避けて冷媒流路５３２（冷媒流路溝５８２）を設ける必要があるため、ウエハＷのうち収納穴５３６の直上付近は均熱性が低下しやすい。こうした均熱性の低下を抑えるために、雌ネジ部材５３８と収納穴５３６の第１収納部５３６ａとの隙間は充填材５３９で充填されている。これにより、収納穴５３６の周りの熱伝導が良好になるため、均熱性の低下を抑えることができる。

上述した第２実施形態において、図１３に示すように、雌ネジ部材５３８は、雌ネジ部材５３８よりもヤング率の低い応力緩衝部材５３７を介して収納穴５３６の段差部５３６ｃに係合していてもよい。例えば、雌ネジ部材５３８をＴｉ合金とし、応力緩衝部材５３７を純Ａｌとしてもよい。こうすれば、雌ネジ部材５３８が設置板９６に設けられたボルト９８によって設置板９６に向かって引っ張られたとしても、雌ネジ部材５３８と段差部５３６ｃとの間に応力緩衝部材５３７が介在しているため、応力が分散しやすい。第１収納部５３６ａにおける応力を低減するためには、第１に、段差部５３６ｃと雌ネジ部材５３８とが間接的に接触する環状領域の幅ｗは３ｍｍ以上が好ましく、５ｍｍ以上がより好ましい。第２に、雌ネジ部材５３８のネジ穴の内径ｘは、１０ｍｍ以下が好ましく、７ｍｍ以下がより好ましい。第３に、第１収納部５３６ａの底面と側面とのコーナーをＲ面（丸まった面）としたときの曲率半径ｒは、０．３ｍｍ以上とするのが好ましく、０．５ｍｍ以上とするのがより好ましい。第１～第３は応力低減効果の順位を表し、第１の条件が最も応力低減効果が高い。また、雌ネジ部材５３８の底面と側面とのコーナーはＲ面又はＣ面が好ましい。段差部５３６ｃから冷却基材５３０の下面までの厚みｔは、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。これらの数値範囲については、応力緩衝部材５３７のない場合や第１実施形態でも同様でもある。

上述した第２実施形態では、冷却基材５３０の下面に冷媒流路溝５８２を設け、冷却基材５３０の下方に設置板９６（下方基材）を配置し、冷却基材５３０の下面と設置板９６との間に、冷媒流路溝５８２を液密に閉鎖するシールリングを配置したが、特にこれに限定されない。例えば、冷媒流路溝を冷却基材の下面ではなく設置板の上面に設け、冷却基材の下面と設置板との間にその冷媒流路溝を液密に閉鎖するシールリングを配置してもよい。冷却基材は、脆性のＭＭＣやアルミナなどであり、その冷却基材に第１収納部を設ける。

上述した第２実施形態において、雌ネジ部材５３８として、図１４Ａに示すように、三角柱形状（平面視が三角形）で中央にネジ穴を有するナットを用いてもよい。その場合、収納穴５３６を図１４Ｂのように形成してもよい。図１４Ｂは、収納穴５３６の周辺を冷却基材５３０の下からみたときの部分拡大図である。図１４Ｂでは、第２収納部５３６ｂを、雌ネジ部材５３８が通過可能な平面視が三角形の穴とし、第１収納部５３６ａを雌ネジ部材５３８が所定の角度だけ軸回転可能な空間（平面視が三角形と円との複合図形）としている。雌ネジ部材５３８が第２収納部５３６ｂに差し込まれて第１収納部５３６ａに収納された直後の様子を２点鎖線で示し、第１収納部５３６ａに収納された雌ネジ部材５３８を所定の角度だけ矢印方向に軸回転した様子を１点鎖線で示す。このとき段差部５３６ｃは、第１収納部５３６ａの外縁の内側で且つ第２収納部５３６ｂの開口縁の外側の部分であり、この部分が雌ネジ部材５３８と係合する。こうした構造によれば、アルミナ基材２０と冷却基材５３０とを接合した後に雌ネジ部材５３８を第１収納部５３６ａに収納することができる。例えば、まず、第１収納部５３６ａに雌ネジ部材５３８を収納することなくアルミナ基材２０と冷却基材５３０とを金属接合層５４０で接合する。次いで、冷却基材３０の下面が上向きになるようにして流動性のある未硬化充填材を第１収納部５３６ａに注入する。次いで、雌ネジ部材５３８を第２収納部５３６ｂから第１収納部５３６ａに収納し、その後雌ネジ部材５３８を所定の角度だけ軸回転させる。これにより、雌ネジ部材５３８と第１収納部５３６ａとの間に未硬化充填材が満遍なく充填される。その後、未硬化充填材を硬化させて充填材５３９とする。なお、こうした構造は、三角柱形状のナットだけでなく、多角柱形状（四角柱形状や六角柱形状など）のナットにも適用することができる。

上述した第２実施形態の雌ネジ部材５３８の代わりに、第１実施形態の雌ネジ部材３８（図３，図７又は図８）を採用してもよい。その場合、雌ネジ部材３８には、雌ネジ部材３８を上下方向に貫通する貫通穴（円筒部３８ｂの内部空間から頭部３８ａの頂面に至る貫通穴）を設けるのが好ましい。この貫通穴を利用すれば頭部３８ａと収納穴の第１収納部との隙間に流動性のある未硬化充填材を充填しやすいからである。

上述した第２実施形態において、図１５に示すように、冷却基材５３０に冷媒流路溝５８２（冷媒流路５３２）を設ける代わりに、設置板９６の上面に冷媒流路溝９１を設け、冷媒流路溝９１の上部開口を冷却基材５３０で塞ぐことにより冷媒流路９２を形成してもよい。図１５では、上述した第２実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付した。なお、第１実施形態においても、冷却基材３０に冷媒流路３２を設ける代わりに、図１５のように設置板９６の上面に冷媒流路溝を設け、冷媒流路溝の上部開口を冷却基材３０で塞ぐことにより冷媒流路を形成してもよい。

１０ウエハ載置台、２０アルミナ基材、２２中央部、２２ａウエハ載置面、２４外周部、２４ａフォーカスリング載置面、２６ウエハ吸着用電極、２７穴、３０冷却基材、３２冷媒流路、３２ａ底面、３２ｐ第１供給路、３２ｑ冷媒供給用シールリング、３２ｒ第２供給路、３２ｓ第１排出路、３２ｔ冷媒排出用シールリング、３２ｕ第２排出路、３４フランジ部、３６収納穴、３６ａ第１収納部、３６ｂ第２収納部、３６ｃ段差部、３６ｄ天井面、３６ｅ傾斜部、３８雌ネジ部材、３８ａ頭部、３８ｂ円筒部、３８ｃ傾斜面、４０金属接合層、４２絶縁膜、５２ウエハ吸着用直流電源、５３ローパスフィルタ、５４給電端子、５５絶縁管、６２ＲＦ電源、６３ハイパスフィルタ、６４給電端子、７０クランプ部材、７０ａ内周段差面、７２ボルト、７６シールリング、７８フォーカスリング、８０雄ネジ部材、８０ａ頭部、８０ｂ足部、８０ｃ雄ネジ部、８２ナット、９１冷媒流路溝、９２冷媒流路、９４チャンバ、９５シャワーヘッド、９６設置板、９７貫通穴、９７ａ段差部、９８ボルト、９８ａ雄ネジ、１１０接合体、１２０アルミナ焼結体、１３０ＭＭＣブロック、１３１、１３３，１３５ＭＭＣ円板部材、１３２溝、１３６段差穴、３２１冷媒供給路、３２２冷媒排出路、５１０ウエハ載置台、５３０冷却基材、５３２冷媒流路、５３４フランジ部、５３６収納穴、５３６収納部、５３６ａ第１収納部、５３６ｂ第２収納部、５３６ｃ段差部、５３７応力緩衝部材、５３８雌ネジ部材、５３９充填材、５４０金属接合層、５４２絶縁膜、５７６～５７９シールリング、５８２冷媒流路溝、６１０接合体、６３０ＭＭＣ円板部材、Ｗウエハ。

Claims

上面にウエハ載置面を有し、電極を内蔵するアルミナ基材と、
前記アルミナ基材の下面に接合された脆性の冷却基材と、
前記冷却基材の下面に開口する収納穴内に軸回転を規制された状態で且つ前記収納穴の係合部に係合した状態で収納され、雄ネジ部又は雌ネジ部を有する延性の結合部材と、
を備え、
前記係合部は、前記収納穴の内周面に設けられた段差部又は傾斜部であり、
前記結合部材は、前記係合部に係合して前記結合部材が前記収納穴から落下しないようにする被係合部を有し、
前記結合部材は、前記雌ネジ部を有し、前記冷却基材の下面側から差し込まれるボルトの雄ネジと螺合可能な部材であるか、又は、前記結合部材は、前記雄ネジ部を有し、前記冷却基材の下面側に配置される雌ネジと螺合可能な部材である、
ウエハ載置台。
上面にウエハ載置面を有し、電極を内蔵するアルミナ基材と、
前記アルミナ基材の下面に接合された脆性の冷却基材と、
前記冷却基材の下面に開口する収納穴内に軸回転を規制された状態で且つ前記収納穴の係合部に係合した状態で収納され、雄ネジ部又は雌ネジ部を有する延性の結合部材と、
を備え、
前記冷却基材は、内部に冷媒流路を有しており、
前記収納穴は、前記冷却基材のうち前記冷媒流路の底面よりも低い領域に設けられ、
前記結合部材は、前記雌ネジ部を有し、前記冷却基材の下面側から差し込まれるボルトの雄ネジと螺合可能な部材であるか、又は、前記結合部材は、前記雄ネジ部を有し、前記冷却基材の下面側に配置される雌ネジと螺合可能な部材である、
ウエハ載置台。
上面にウエハ載置面を有し、電極を内蔵するアルミナ基材と、
前記アルミナ基材の下面に接合された脆性の冷却基材と、
前記冷却基材の下面に開口する収納穴内に軸回転を規制された状態で且つ前記収納穴の係合部に係合した状態で収納され、雄ネジ部又は雌ネジ部を有する延性の結合部材と、
を備え、
前記結合部材と前記収納穴との隙間は、充填材で充填され、
前記結合部材は、前記雌ネジ部を有し、前記冷却基材の下面側から差し込まれるボルトの雄ネジと螺合可能な部材であるか、又は、前記結合部材は、前記雄ネジ部を有し、前記冷却基材の下面側に配置される雌ネジと螺合可能な部材である、
ウエハ載置台。
上面にウエハ載置面を有し、電極を内蔵するアルミナ基材と、
前記アルミナ基材の下面に接合された脆性の冷却基材と、
前記冷却基材の下面に開口する収納穴内に軸回転を規制された状態で且つ前記収納穴の係合部に係合した状態で収納され、雄ネジ部又は雌ネジ部を有する延性の結合部材と、
を備え、
前記収納穴は、前記結合部材を収納する第１収納部と、前記第１収納部から前記冷却基材の下面に至るように設けられた第２収納部と、を備え、
前記係合部は、前記第１収納部と前記第２収納部との繋ぎ目に設けられた段差面であり、
前記結合部材は、前記雌ネジ部を有し、前記冷却基材の下面側から差し込まれるボルトの雄ネジと螺合可能な部材であるか、又は、前記結合部材は、前記雄ネジ部を有し、前記冷却基材の下面側に配置される雌ネジと螺合可能な部材である、
ウエハ載置台。
前記冷却基材は、金属とセラミックとの複合材料又はアルミナ材料で形成されている、
請求項１～４のいずれか１項に記載のウエハ載置台。
前記結合部材は、軸回転しようとすると前記収納穴の壁に当たって軸回転を規制される、
請求項１～４のいずれか１項に記載のウエハ載置台。
前記結合部材は、前記収納穴で前記冷却基材と接合されておらずフリーな状態で収納されている、
請求項１～４のいずれか１項に記載のウエハ載置台。
前記結合部材は、前記結合部材よりもヤング率の低い応力緩衝部材を介して前記係合部に係合している、
請求項１～４のいずれか１項に記載のウエハ載置台。
前記第１収納部は、前記冷却基材の上面に開口し、前記アルミナ基材と前記冷却基材とを接合する接合層によって開口面が覆われている、
請求項４に記載のウエハ載置台。
前記段差面と前記結合部材とが直接又は間接的に接触する環状領域の幅は、３ｍｍ以上である、
請求項４又は９に記載のウエハ載置台。