專利名稱：：靜電吸盤裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及靜電吸盤裝置，具體涉及在電極上施加高頻而生成等離子體，由該等離子體對半導體薄片、金屬薄片、玻璃板等板狀試料實施等離子體處理的高頻放電方式的等離子體處理裝置中適用的靜電吸盤裝置。
背景技術：
：以前，在IC、LSI、VLSI等半導體器件或者液晶顯示器等平板顯示器(FlatPanelDisplay:FPD)等的制造工藝的蝕刻、沉積、氧化、濺射等處理中，為了使處理氣體在比較低的溫度下進行良好的反應，大多利用等離子體。一般而言，等離子體處理裝置生成等離子體的方式大致分為利用輝光放電或高頻放電的方式和利用微波的方式。圖7是表示現(xiàn)有高頻放電方式的等離子體處理裝置中搭載的靜電吸盤裝置的一個例子的斷面圖，該靜電吸盤裝置1設置在兼作真空容器的工作室(圖示省略)的下部，包括靜電吸盤部2和固定于該靜電吸盤部2的底面而成為一體的金屬基座部3。靜電吸盤部2包括把上面作為載置、靜電吸附半導體薄片等板狀試料W的載置面4a并且內(nèi)置了靜電吸附用內(nèi)部電極5的基體4和對該靜電吸附用內(nèi)部電極5施加直流電壓的供電用端子6，該供電用端子6與施加高壓直流電壓的高壓直流電源7連接。還有，金屬基座部3兼作高頻產(chǎn)生用電極(下部電極)，因而與高頻電壓產(chǎn)生用電源8連接，在其內(nèi)部形成了讓水、有機溶劑等冷卻用介質(zhì)循環(huán)的流路9。并且，工作室接地。在該靜電吸盤裝置l中，把板狀試料W載置在載置面4a上，由高壓直流電源7通過供電用端子6對靜電吸附用內(nèi)部電極5施加直流電壓，從而靜電吸附板狀試料W。接著，使工作室內(nèi)成為真空而導入處理氣體，由高頻電壓產(chǎn)生用電源8在金屬基座部3(下部電極)和上部電極(圖示省略)之間施加高頻功率而在工作室內(nèi)產(chǎn)生高頻電場。作為高頻，一般采用十幾MHz以下范圍的頻率。能由該高頻電場來加速電子，通過該電子和處理氣體的碰撞電離而產(chǎn)生等離子體，由該等離子體進行各種處理。而近幾年，在等離子體處理中，對于采用等離子體中的離子能量低并且電子密度高的「低能量高密度等離子體」的處理的要求越來越多。在采用該低能量高密度等離子體的處理中，有時產(chǎn)生等離子體的高頻功率的頻率與以前相比變得非常高，例如為100MHz。這樣，若提高所施加的功率的頻率，則存在電場強度在與靜電吸盤部2的中央即板狀試料W的中央相當?shù)膮^(qū)域變強，而在其周緣部變?nèi)醯膬A向。因此，電場強度的分布變得不均勻，所產(chǎn)生的等離子體的電子密度也會不均勻，隨板狀試料W的面內(nèi)的位置不同，處理速度等就會不同，不能得到面內(nèi)均勻性良好的處理結果，這是存在的問題。為了消除這樣的問題，提出了圖8所示的等離子體處理裝置(專利文獻1)。該等離子體處理裝置11是為了提高等離子體處理的面內(nèi)均勻性，在施加高頻功率的下部電極(金屬基座部)12的與上部電極13對著的一側的表面的中央部埋設陶瓷等電介質(zhì)層14而使電場強度分布變得均勻。另外，在圖中，15是高頻產(chǎn)生用電源，PZ是等離子體，E是電場強度，W是板狀試料。在該等離子體處理裝置11中，若由高頻產(chǎn)生用電源15對下部電極12施加高頻功率，則通過趨膚效應在下部電極12的表面上傳播而到達上部的高頻電流沿著板狀試料w的表面流向中央，并且有一部分泄露到下部電極12—側，此后，向外側流到下部電極12內(nèi)部。在該過程中高頻電流在設置電介質(zhì)層14的部分，比起未設置電介質(zhì)層14的部分來，會更深地潛入，從而產(chǎn)生TM模式的空腔圓筒諧振。結果，從板狀試料W的面上向等離子體供給的中央部分的電場強度變?nèi)酰鍫钤嚵蟇的面內(nèi)的電場變得均勻。而等離子體處理大多是在接近真空的減壓下進行，在這樣的情況下，板狀試料W的固定常采用圖9所示的靜電吸盤裝置。該靜電吸盤裝置16是在電介質(zhì)層17中內(nèi)置了導電性的靜電吸附用內(nèi)部電極18的構造，例如由噴度氧化鋁等而形成的2個電介質(zhì)層夾持導電性的靜電吸附用內(nèi)部電極。在該靜電吸盤裝置16中，利用由高壓直流電源7對靜電吸附用內(nèi)部電極18施加高壓直流功率而在電介質(zhì)層17的表面上產(chǎn)生的靜電吸附力來靜電吸附、固定板狀試料W。特開2004—363552號公報(第15頁，段落00840085，圖19)
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明打算解決的課題然而，在這樣的靜電吸盤裝置中，板狀試料W的中央部的上方的等離子體的電位高并且周緣部的電位低，所以在板狀試料W的中央部和周緣部，處理速度會不同，成為蝕刻等等離子體處理的面內(nèi)不均勻的主要原因，這是存在的問題點。還有，靜電吸附力的表現(xiàn)、響應性也不充分。對此，本發(fā)明者為消除上述問題而進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)，需要把靜電吸盤裝置的靜電吸附用內(nèi)部電極的體積固有電阻設為1.0X10一10*cm以上且1.0X105Q.cm以下，優(yōu)選的是1.0X102Qcm以上且1.0X104Qcm以下的范圍內(nèi)。并且，作為具有這樣的體積固有電阻的材料，可列舉下面的燒結體。(1)對氧化鋁(Al203)等絕緣性陶瓷添加鉬(Mo)、鎢(W)、鉭(Ta)等高熔點金屬所得的燒結體。(2)對氧化鋁(Al203)等絕緣性陶瓷添加氮化鉅(TaN)、碳化鉅(TaC)、碳化鉬(Mo2C)等導電性陶瓷所得的燒結體。(3)對氧化鋁(Al203)等絕緣性陶瓷添加碳(C)等導電體所得的燒結體。然而，若由上述(1)(3)的燒結體制造靜電吸附用內(nèi)部電極，則難以把高熔點金屬、導電性陶瓷、碳等導電性成分與絕緣性陶瓷在工業(yè)規(guī)模下均勻混合，所以這些導電性成分的比率相對于為得到目標體積固有電阻值所需的比率容易發(fā)生變動。這樣，若這些導電性成分稍微變動，則體積固有電阻值會很大地變動，所以該體積固有電阻不會成為希望的一定值，因而容易從1.0X10—'cm以上且1.0X105Qcm以下，優(yōu)選的是1.0X1020cm以上且1.0X104Qcm以下的范圍偏離，非常難把靜電吸附用內(nèi)部電極的體積固有電阻調(diào)整到希望的一定值，這是存在的問題點。還有，對于制造靜電吸盤裝置時采用的工業(yè)規(guī)模的熱處理爐而言，爐內(nèi)的溫度分布不均勻，通常有士25。C土5(rC程度的溫度偏差。因此，在制造該靜電吸盤裝置時，若在載置板狀試料的軟置板和支撐該載置板的支撐板之間，夾持成為靜電吸附用內(nèi)部電極的含有上述(1)(3)的燒結體的原料成分的導電材料層，此后，對其進行燒制，使載置板、靜電吸附用內(nèi)部電極及支撐板接合成一體，則所生成的靜電吸附用內(nèi)部電極的體積固有電阻會受到爐內(nèi)的溫度分布的很大影響，所以該體積固有電阻不會成為希望的一定值，因此，容易從1.0X10—1Q*cm以上且1.0X105Qcm以下，優(yōu)選的是1.0X102Qcm以上且1.0X104Q，cm以下的范圍偏離，非常難把靜電吸附用內(nèi)部電極的體積固有電阻調(diào)整到希望的一定值，這是存在的問題點。這樣，靜電吸附用內(nèi)部電極的體積固有電阻容易受到導電性成分的變動、燒制時的溫度變動的影響，所以難以穩(wěn)定地獲得希望的一定值，因而，難以獲得可對板狀試料進行均勻的等離子體處理且靜電吸附力的表現(xiàn)、響應性良好的靜電吸盤裝置。本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供一種在適用于等離子體處理裝置的情況下，能提高等離子體中的電場強度的面內(nèi)均勻性，對板狀試料進行面內(nèi)均勻性高的等離子體處理的靜電吸盤裝置。解決課題的方案本發(fā)明者等為解決上述課題而進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)，把含有絕緣性陶瓷和作為導電性成分的碳化硅的復合燒結體作為靜電吸附用內(nèi)部電極，并且將其體積固有電阻設為1.0X1(T10，cm以上且1.0X10SQ，cm以下，就能有效地解決上述課題，于是提出了本發(fā)明。艮P，本發(fā)明的靜電吸盤裝置，其特征在于，具備靜電吸盤部，該靜電吸盤部具備把一主面作為載置板狀試料的載置面并且內(nèi)置了靜電吸附用內(nèi)部電極的基體；以及對該靜電吸附用內(nèi)部電極施加直流電壓的供電用端子；以及固定于該靜電吸盤部的基體的另一主面上而與其成為一體，作為高頻產(chǎn)生用電極的金屬基座部，上述靜電吸附用內(nèi)部電極由含有絕緣性陶瓷和碳化硅的復合燒結體形成，并且其體積固有電阻為1.0X1(T10cm以上且1.0X105Qcm以下。在該靜電吸盤裝置中，用含有絕緣性陶瓷和碳化硅的復合燒結體作為靜電吸附用內(nèi)部電極，并且將其體積固有電阻設為1.0X10—10vm以上且1.0X105Qvm以下，從而即使是作為導電性成分的碳化硅(SiC)的含有率相對于為能獲得目標體積固有電阻所需的含有率發(fā)生變動，該靜電吸附用內(nèi)部電極的體積固有電阻也不會相對于目標值發(fā)生很大變動，還有，該體積固有電阻的溫度變化也小，可在室溫(25'C)100'C的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定地使用。還有，在制造該靜電吸附用內(nèi)部電極時熱處理溫度、燒制溫度變動了的情況下，該靜電吸附用內(nèi)部電極的體積固有電阻也不會相對于目標值發(fā)生很大變動。這樣，在靜電吸附用內(nèi)部電極的體積固有電阻保持于l.OXl(T1Q*cm以上且1.0X105Q'cm以下的范圍內(nèi)，對金屬基座部施加了高頻電壓的情況下，高頻電流通過靜電吸附用內(nèi)部電極，效率很好地實現(xiàn)等離子體密度的均勻化。因而，可對板狀試料進行均勻的等離子體處理。還有，靜電吸附力的表現(xiàn)、響應性也出色。優(yōu)選的是，上述復合燒結體含有5重量％以上且20重量％以下的碳化硅。在該復合燒結體中，按5重量％以上且20重量％以下的范圍控制復合燒結體中的碳化硅的含有率，從而使靜電吸附用內(nèi)部電極的體積固有電阻容易地處于1.0X10_1Qcm以上且1.0X105Qcm以下的范圍內(nèi)。還有，復合燒結體含有碳化硅，從而成為致密的、機械強度出色的東西。8優(yōu)選的是，上述復合燒結體按合計30體積％以下含有從金屬、碳、導電性陶瓷的組中選擇的1種或2種以上。在該復合燒結體中，按合計30體積％以下含有從金屬、碳、導電性陶瓷的組中選擇的1種或2種以上，從而可把復合燒結體的體積固有電阻容易地調(diào)整到1.0X10_1Qcm以上且1.0X105Qcm以下的范圍內(nèi)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的靜電吸盤裝置，用含有絕緣性陶瓷和碳化硅的復合燒結體作為靜電吸附用內(nèi)部電極，并且，將其體積固有電阻設為1.0X10一10cm以上且1.0X105Q'cm以下，因而即使是作為導電性成分的碳化硅(SiC)的含有率相對于為能獲得目標體積固有電阻所需的含有率發(fā)生變動，還有，即使是在制造該靜電吸附用內(nèi)部電極時熱處理溫度、燒制溫度發(fā)生變動，也能把該靜電吸附用內(nèi)部電極的體積固有電阻很好地保持于1.0X10—^cm以上且1.0X105Qcm以下的范圍內(nèi)。因此，在對金屬基座部施加了高頻電壓的情況下，高頻電流能通過靜電吸附用內(nèi)部電極，能效率很好地實現(xiàn)等離子體密度的均勻化。因而，能對板狀試料實施均勻的等離子體處理。還有，能獲得靜電吸附力的表現(xiàn)、響應性出色的東西。還有，復合燒結體含有5重量％以上且20重量％以下的碳化硅，因而能把靜電吸附用內(nèi)部電極的體積固有電阻容易地控制在l.OXl(T1Qcm以上且1.0X105Q.cm以下的范圍內(nèi)。還有，復合燒結體含有碳化硅，因而能獲得致密且機械強度出色的東西。還有，復合燒結體金屬按合計30體積％以下含有從金屬、碳、導電性陶瓷的組中選擇的1種或2種以上，因而可把體積固有電阻容易地調(diào)整到1.0X10—cm以上且1.0X105Qcm以下的范圍內(nèi)。是本發(fā)明的一實施方式的靜電吸盤裝置的斷面圖。[圖2]是表示本發(fā)明的一實施方式的靜電吸附用內(nèi)部電極的變形例的俯視圖。是表示本發(fā)明的一實施方式的靜電吸附用內(nèi)部電極的變形例的俯視圖。是表示本發(fā)明的一實施方式的靜電吸附用內(nèi)部電極的變形例的俯視圖。是表示本發(fā)明的一實施方式的靜電吸附用內(nèi)部電極的變形例的俯視圖。是表示實施例及比較例1、2的靜電吸附力的經(jīng)時變化的測量結果的圖。是表示現(xiàn)有靜電吸盤裝置的一個例子的斷面圖。[圖8]是表示現(xiàn)有等離子體處理裝置的一個例子的斷面圖。[圖9]是表示現(xiàn)有的搭載了靜電吸盤裝置的等離子體處理裝置的一個例的斷面圖。符號說明21靜電吸盤裝置22靜電吸盤部23金屬基座部24電介質(zhì)板25靜電吸附用內(nèi)部電極26基體27供電用端子28流路31載置板31a上面32支撐板33絕緣材料層34凹部35絕緣性的粘著/接合劑層36供電用端子插入孔37絕緣子38冷卻氣體導入孔41靜電吸附用內(nèi)部電極42復合燒結體43開口51靜電吸附用內(nèi)部電極52a52e復合燒結體61靜電吸附用內(nèi)部電極62a、62b復合燒結體63開口71靜電吸附用內(nèi)部電極72a72d復合燒結體73開口W板狀試料具體實施例方式對于實施本發(fā)明的靜電吸盤裝置的最佳方式進行說明。另外，以下各實施方式是為了更好地理解發(fā)明宗旨而具體地進行說明，在沒有特別指明的情況下，本發(fā)明不限于此。圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的靜電吸盤裝置的斷面圖，該靜電吸盤裝置21包括靜電吸盤部22、金屬基座部23和電介質(zhì)板24。靜電吸盤部22包括把上面(一主面)作為載置板狀試料W的載置面而內(nèi)置了靜電吸附用內(nèi)部電極25的圓板狀的基體26和對該靜電吸附用內(nèi)部電極25施加直流電壓的供電用端子27?；w26以把上面31a作為用于載置半導體薄片、金屬薄片、玻璃板等板狀試料W的載置面的圓板狀的載置板31、與該載置板31的下面(另一主面)側相對配置的圓板狀的支撐板32、在載置板31和支撐板32之間夾持的面狀的靜電吸附用內(nèi)部電極25和在該內(nèi)部電極25的外周側以圍著它的方式設置的環(huán)狀的絕緣材料層33作為主體而構成。另一方面，在金屬基座部23上，形成了讓水、有機溶劑等冷卻用介質(zhì)在其內(nèi)部循環(huán)的流路28，可把上述載置面上載置的板狀試料W的溫度維持在希望的溫度。該金屬基座部23兼作高頻產(chǎn)生用電極。在該金屬基座部23的靜電吸盤部22—側的表面(主面)上，形成了圓形的凹部34，在該凹部34內(nèi)夾隔絕緣性的粘著/接合劑層35而粘著/接合電介質(zhì)板24，該電介質(zhì)板24和靜電吸盤部22的支撐板32夾隔絕緣性的粘著/接合劑層35而粘著/接合。還有，在支撐板32及金屬基座部23的中央部附近，形成了供電用端子插入孔36,在該供電用端子插入孔36中，夾隔圓筒狀的絕緣子37而插入用于對靜電吸附用內(nèi)部電極25施加直流電壓的供電用端子27。該供電用端子27的上端部與靜電吸附用內(nèi)部電極25電連接。還有，在載置板31、支撐板32、靜電吸附用內(nèi)部電極25、電介質(zhì)板24及金屬基座部23上，形成了貫通它們的冷卻氣體導入孔38，通過該冷卻氣體導入孔38向載置板31和板狀試料W的下面之間的間隙中供給He等冷卻氣體。12該載置板31的上面31a搭載1枚板狀試料W，作為通過靜電吸附力而靜電吸附該板狀試料W的靜電吸附面，在該上面(靜電吸附面)31a上，設有多個沿著該上面31a的斷面為大致圓形的圓柱狀的突起部(圖示省略)，這些突起部各自的頂面與上面31a平行。還有，在該上面31a的周緣部，為不使He等冷卻氣體泄漏，圍繞該上面31a的周緣部而形成了沿該周緣部連續(xù)且與突起部的高度為相同高度的壁部(圖示省略)。作為把該電介質(zhì)板24和靜電吸盤部22的支撐板32粘著/接合起來的絕緣性的粘著/接合劑層35，只要是絕緣性出色的東西即可，沒有特別的限制，例如，優(yōu)選采用在硅酮類粘著劑中添加作為絕緣性陶瓷的氮化鋁(A1N)粉末、氧化鋁(八1203)粉末而成的東西。在這里，使用絕緣性的粘著/接合劑層35的原因是，若不使用該絕緣性的粘著/接合劑層35，而是夾隔導電性的粘著/接合劑層來粘著/接合電介質(zhì)板24和支撐板32，則高頻電流不能通過導電性的粘著/接合劑層，而會傳到該導電性的粘著/接合劑層，流向外緣部方向，無法實現(xiàn)等離子體的均勻化。在這里，是夾隔絕緣性的粘著/接合劑層35而粘著/固定電介質(zhì)板24和凹部34的構成，不過，電介質(zhì)板24和凹部34的固定方法沒有特別的限制，例如，也可以是夾隔導電性的粘著/接合劑層而粘著/固定的構成，或者，也可以是把電介質(zhì)板24和凹部34的粘著/接合部分設為互補形狀，嵌合電介質(zhì)板24和凹部34的構成。這樣構成的靜電吸盤裝置21可以搭載于等離子體蝕刻裝置等等離子體處理裝置的工作室內(nèi)，在作為載置面的上面31a上載置板狀試料W，對靜電吸附用內(nèi)部電極25通過供電用端子27施加給定的直流電壓，從而利用靜電力來吸附、固定板狀試料W，并且在兼作高頻產(chǎn)13生用電極的金屬基座部23和上部電極之間施加高頻電壓而在載置板31上產(chǎn)生等離子體，從而對板狀試料W實施各種等離子體處理。其次，更加詳細地說明該靜電吸盤裝置的各構成要素?！篙d置板及支撐板」載置板31及支撐板32都是陶瓷的。作為該陶瓷，優(yōu)選的是由從氮化鋁(A1N)、氧化鋁(八1203)、氮化硅(Si3N4)、氧化鋯(ZrO。、賽隆、氮化硼(BN)、碳化硅(SiC)中選擇的1種組成的陶瓷，或者包含2種以上的復合陶瓷。還有，構成它們的材料可以是單一的也可以是混合物，優(yōu)選的是熱膨脹系數(shù)盡可能接近靜電吸附用內(nèi)部電極25的熱膨脹系數(shù)的東西，并且是容易燒結的東西。還有，載置板31的上面31a—側成為靜電吸附面，所以優(yōu)選的是介電常數(shù)特別高的材質(zhì)，選擇對于所靜電吸附的板狀試料W不會成為雜質(zhì)的東西?？紤]到以上情況，載置板31及支撐板32優(yōu)選的是以氧化鋁為主要成分，實質(zhì)上含有1重量％20重量％的碳化硅的碳化硅一氧化鋁類復合燒結體。作為該碳化硅一氧化鋁類復合燒結體，若采用由氧化鋁^1203)和以氧化硅(Si02)覆蓋的碳化硅(SiC)組成的復合燒結體，相對于復合燒結體整體，把碳化硅(SiC)的含有率設為5重量％以上且15重量％以下，則室溫(25'C)下的體積固有電阻為1.0X10"Q，cm以上，適合作為庫侖型的靜電吸盤裝置的載置板31。并且是耐磨損性出色，不會成為薄片的污染、粒子產(chǎn)生的原因，而且提高了耐等離子體性的東西。還有，作為該碳化硅一氧化鋁類復合燒結體，若采用由氧化鋁(Al203)和碳化硅(SiC)組成的復合燒結體，相對于復合燒結體整體，把碳化硅(SiC)的含有率設為5重量％以上且15重量。/。以下，則室溫(25。C)下的體積固有電阻為1.0X109Q*cm以上且1.0X1012Q'cm以下，適合作為約翰遜拉貝庫型的靜電吸盤裝置的載置板31。并且是耐磨損性出色，不會成為薄片的污染、粒子產(chǎn)生的原因，而且提高了耐等離子體性的東西。還有，該碳化硅一氧化鋁類復合燒結體中的碳化硅粒子的平均粒子徑優(yōu)選的是0.2um以下。這是因為，若碳化硅粒子的平均粒子徑超過0.2wm，則等離子體照射時的電場集中在碳化硅—氧化鋁類復合燒結體中的碳化硅粒子的部分，碳化硅粒子周邊容易受到損傷。還有，該碳化硅一氧化鋁類復合燒結體中的氧化鋁粒子的平均粒子徑優(yōu)選的是2um以下。這是因為，若氧化鋁粒子的平均粒子徑超過2nm，則碳化硅—氧化鋁類復合燒結體容易被等離子體蝕刻，形成濺射痕，表面粗糙度變粗。「靜電吸附用內(nèi)部電極」靜電吸附用內(nèi)部電極25由含有絕緣性陶瓷和碳化硅的厚度lOwm50um程度的圓板狀的復合燒結體構成，靜電吸盤裝置的使用溫度下的體積固有電阻為1.0X10—^cm以上且1,0X105Qcm以下，優(yōu)選的是1.0X1020cm以上且1.0X104Qcm以下。在這里，按上述方式限定體積固有電阻的范圍的原因是，若體積固有電阻低于1.0X10—*cm，則在對金屬基座部23施加了高頻電壓的情況下，高頻電流不能通過靜電吸附用內(nèi)部電極25，因而，不能使靜電吸盤部22的表面的電場強度均勻化，結果就不能實現(xiàn)等離子體的均勻化，另一方面，若體積固有電阻超過1.0X105Q.cm，則靜電吸附用內(nèi)部電極25實質(zhì)上成為絕緣體，不能表現(xiàn)作為靜電吸附用內(nèi)部電極的功能，靜電吸附力不表現(xiàn)，或者靜電吸附力的響應性降低，達到所需的靜電吸附力的表現(xiàn)需要很長時間。對于作為含有該絕緣性陶瓷和碳化硅的復合燒結體而言，采用氧化鋁作為絕緣性陶瓷的碳化硅—氧化鋁復合燒結體通過控制氧化鋁及碳化硅的粒子徑、燒制條件(燒制溫度、燒制時間、燒制時的加壓力等)，能在1.0X10—^cm以上且1.0X105Qcm以下的范圍容易地獲得目標體積固有電阻，因而是優(yōu)選的。構成該靜電吸附用內(nèi)部電極25的碳化硅一氧化鋁復合燒結體中的氧化鋁(八1203)的粒子徑優(yōu)選的是5ym以下，更優(yōu)選的是0.1ym以上且lum以下。這是因為，若氧化鋁(Al203)的粒子徑超過5um，則體積固有電阻變得過大，難以把碳化硅一氧化鋁復合燒結體的體積固有電阻控制在1.0X10一10cm以上且1.0X105Qcm以下。在這里，為了把氧化鋁(Al203)的粒子徑控制在5um以下，控制所采用的氧化鋁的粒子徑、燒制條件(燒制溫度、燒制時間、燒制時的加壓力等)即可。還有，該靜電吸附用內(nèi)部電極25不是必須是其全區(qū)域由具有1.0X10_1Q'cm以上且1.0X105Qcm以下的范圍內(nèi)的體積固有電阻的材料來形成，只要是該靜電吸附用內(nèi)部電極25的全區(qū)域的50%以上，優(yōu)選的是70%以上的區(qū)域由具有1.0X10_1Q'cm以上且1.0X105Q，cm以下的范圍內(nèi)的體積固有電阻的材料來形成即可。16該靜電吸附用內(nèi)部電極25的形狀、大小可按照其目的適當?shù)刈兏?。例如，作為形狀，除了上述圓板狀以外，還可以列舉圖2圖5所示的形狀。圖2是表示本實施方式的靜電吸盤裝置的靜電吸附用內(nèi)部電極的變形例的俯視圖，是具備單極型的靜電吸盤部的靜電吸盤裝置的靜電吸附用內(nèi)部電極的例子。該靜電吸附用內(nèi)部電極41是在含有絕緣性陶瓷和碳化硅的圓形的復合燒結體42的中心部形成了圓形的開口43的構造。圖3是表示本實施方式的靜電吸盤裝置的靜電吸附用內(nèi)部電極的變形例的俯視圖，是具備單極型的靜電吸盤部的靜電吸盤裝置的靜電吸附用內(nèi)部電極的另一個例子。該靜電吸附用內(nèi)部電極51是含有絕緣性陶瓷和碳化硅的直徑不同的圓環(huán)的復合燒結體52a52c按同心圓狀配置，復合燒結體52a、52b由多個條狀的復合燒結體52d(圖3是4個)連接，復合燒結體52b、52c由多個條狀的復合燒結體52e(圖3是4個)連接的構造。圖4是表示本實施方式的靜電吸盤裝置的靜電吸附用內(nèi)部電極的變形例的俯視圖，是具備雙極點型的靜電吸盤部的靜電吸盤裝置的靜電吸附用內(nèi)部電極的例子。該靜電吸附用內(nèi)部電極61是含有絕緣性陶瓷和碳化硅的半圓形的復合燒結體62a、62b按整體形狀成為圓形的方式相對配置，在它們的中心部形成了圓形的開口63的構造。圖5是表示本實施方式的靜電吸盤裝置的靜電吸附用內(nèi)部電極的變形例的俯視圖，是具備雙極點型的靜電吸盤部的靜電吸盤裝置的靜電吸附用內(nèi)部電極的另一個例子。該靜電吸附用內(nèi)部電極71是含有絕緣性陶瓷和碳化硅而成的扇形的復合燒結體72a72d以中心軸為中心按整體形狀成為圓形的方式配置，在它們的中心部形成了圓形的開口73的構造?！附^緣材料層」絕緣材料層33是用于把載置板31和支撐板32連接成一體的東西，還有，它是用于相對于等離子體、腐蝕性氣體來保護靜電吸附用內(nèi)部電極25的東西。作為構成該絕緣材料層33的材料，優(yōu)選的是主要成分與載置板31及支撐板32相同的絕緣性材料，例如，在載置板31及支撐板32由碳化硅—氧化鋁類復合燒結體構成的情況下，優(yōu)選的是氧化鋁^1203)?！胳o電吸盤裝置的制造方法J對于本實施方式的靜電吸盤裝置的制造方法進行說明。在這里，舉例說明采用實質(zhì)上含有1重量％20重量％的碳化硅的碳化硅一氧化鋁復合燒結體來制造載置板31及支撐板32的情況。作為所采用的碳化硅(SiC)的原料粉末，優(yōu)選的是采用平均粒子徑為O.lum以下的碳化硅粉末。其原因是，若碳化硅(SiC)粉末的平均粒子徑超過0.1wm，則對于所獲得的碳化硅一氧化鋁復合燒結體而言，碳化硅粒子的平均粒子徑會超過0.2um，有可能在有等離子體時電場會集中于碳化硅(SiC)粒子的部分而容易受到大的損傷，等離子體抗性低，等離子體損傷后的靜電吸附力降低。作為該碳化硅(SiC)粉末，優(yōu)選的是采用等離子體CVD法獲得的粉末，特別是在非氧化性氣氛的等離子體中，導入硅垸化合物或鹵化硅和碳化氫的原料氣體，把反應系統(tǒng)的壓力控制在lX105Pa(l個大氣壓)至1.33X10Pa(0.1Torr)的范圍進行氣相反應而獲得的平均粒子徑為O.lum以下的超微粉末，其燒結性出色，是高純度的，粒子形狀為球狀，所以成形時的分散性良好，因而是優(yōu)選的。另一方面，作為氧化鋁(Ab03)的原料粉末，優(yōu)選的是采用平均粒子徑為1um以下的氧化鋁(Al203)粉末。其原因是，對于釆用平均粒子徑超過lwm的氧化鋁(八1203)粉末獲得的碳化硅一氧化鋁復合燒結體而言，復合燒結體中的氧化鋁(八1203)粒子的平均粒子徑會超過2um，所以載置板31的載置板狀試料的一側的上面31a容易被等離子體蝕刻，會形成濺射痕，有可能該上面31a的表面粗糙度變粗，靜電吸盤裝置21的靜電吸附力降低。另外，作為所使用的氧化鋁(Al203)粉末，只要是平均粒子徑為1um以下并且是高純度的即可，沒有特別限制。接著，按能獲得希望的體積固有電阻值的比率，稱量、混合上述碳化硅(SiC)粉末和氧化鋁(Al203)粉末。接著，把所獲得的混合粉采用模具按給定形狀成形，此后，對所獲得的成形體，例如利用熱壓制(HP)，在加壓的情況下進行燒制，獲得碳化硅一氧化鋁類復合燒結體。作為熱壓制(HP)的條件，加壓力不受特別限制，不過，在獲得碳化硅一氧化鋁類復合燒結體時，例如，優(yōu)選的是540MPa。若加壓力低于5MPa，則不能獲得充分的燒結密度的復合燒結體，另一方面，若加壓力超過40MPa，則由石墨等構成的器具會變形、損耗。還有，作為燒制時的溫度，優(yōu)選的是16501850°C。若燒制溫度不到1650'C，則不能獲得充分致密的碳化硅一氧化鋁復合燒結體，另一方面，若超過185(TC，則在燒制過程中燒結體的分解、粒成長容易發(fā)生。還有，作為燒制時的氣氛，從防止碳化硅的氧化的觀點來看，優(yōu)選的是氬氣氛、氮氣氛等惰性氣氛。在這樣獲得的2枚碳化硅一氧化鋁類復合燒結體中的一方復合燒結體的給定位置通過機械加工而形成供電用端子插入孔36，制成支撐板32。還有，作為用于形成靜電吸附用內(nèi)部電極的涂敷劑，是在氧化鋁(八1203)等絕緣性陶瓷粉末中，以使得靜電吸盤裝置的使用溫度下的體積固有電阻成為1.0X10—^cm以上且1.0X105Qcm以下的比例添加碳化硅(SiC)粉末而制作漿狀的涂敷劑，在支撐板32的形成靜電吸附用內(nèi)部電極的區(qū)域內(nèi)涂敷該涂敷劑而形成導電層，在形成了該導電層的區(qū)域外側的區(qū)域，涂敷含有氧化鋁(八1203)等絕緣性陶瓷粉末的漿狀的涂敷劑，形成絕緣層。接著，在支撐板32的供電用端子插入孔36中夾隔圓筒狀的絕緣子37而插入供電用端子27，使該支撐板32的形成了導電層及絕緣層的面和載置板31重合，接著，對該載置板31及支撐板32例如在加熱到160(TC以上的情況下進行加壓，由上述導電層形成靜電吸附用內(nèi)部電極25，并且由絕緣層形成作為接合層的絕緣材料層33，使載置板31及支撐板32夾隔靜電吸著用內(nèi)部電極25及絕緣材料層33而接合。并且，對成為載置面的載置板31的上面31a按Ra(中心線平均粗細)成為0.3um以下的方式進行研磨，制成靜電吸盤部22。另一方面，采用鋁(A1)板制作金屬基座部23，金屬基座部23是在表面上形成了圓形的凹部34，在內(nèi)部形成了讓冷卻用介質(zhì)循環(huán)的流路28。還有，成形、燒制氧化鋁(Al203)粉末，制作由氧化鋁燒結體構成的電介質(zhì)板24。接著，在金屬基座部23的凹部34的內(nèi)面整面上涂敷絕緣性的粘著/接合劑，接著，在該導電性的粘著/接合劑上粘著/接合電介質(zhì)板24，在包含該電介質(zhì)板24的金屬基座部23上涂敷絕緣性的粘著/接合劑，在該絕緣性的粘著/接合劑上粘著/接合靜電吸盤部22。在該粘著/接合過程中，把電介質(zhì)板24夾隔絕緣性的粘著/接合劑層35而粘著/固定于金屬基座部23的凹部34內(nèi)，把靜電吸盤部22的支撐板32夾隔絕緣性的粘著/接合劑層35而粘著/固定于金屬基座部23及電介質(zhì)板24。按以上方式就能獲得本實施方式的靜電吸盤裝置。如以上說明的，根據(jù)本實施方式的靜電吸盤裝置，用含有絕緣性陶瓷和碳化硅的復合燒結體作為靜電吸附用內(nèi)部電極25，且使其體積固有電阻為1.0X10_1Qcm以上且1.0X105Qcm以下，因而即使是碳化硅的含有率、熱處理溫度、燒制溫度等發(fā)生了變動的情況下，也能把該靜電吸附用內(nèi)部電極的體積固有電阻很好地保持在l.OXl(T1Qcm以上且1.0X105Q，cm以下的范圍內(nèi)。因此，在對金屬基座部23施加了高頻電壓的情況下，高頻電流能通過靜電吸附用內(nèi)部電極25，能使靜電吸盤部22的表面的電場強度均勻化，能效率很好地實現(xiàn)等離子體密度的均勻化。結果就能對板狀試料實施均勻的等離子體處理。以下，通過實驗例、實施例及比較例來具體地說明本發(fā)明，不過，本發(fā)明不限于該實驗例及實施例。21實施例「實驗例1」按碳化硅(SiC)粉末的添加量成為6.0重量％的方式混合碳化硅(SiC)粉末及氧化鋁粉末作為混合粉末，對該混合粉末進行加壓成形，把所獲得的成形體在氬(Ar)氣氛中在165(TC下燒制2小時。該燒制所使用的電爐是爐內(nèi)的溫度分布為±l(TC的實驗用的東西。由此獲得直徑50mm、厚度30mm的實驗例1的燒結體。按常規(guī)方法在室溫(25'C)下測量了該燒結體的體積固有電阻，如表l所示?！笇嶒灷?6」除了碳化硅(SiC)粉末的添加量及燒制溫度為表1所示的添加量及燒制溫度以外，以實驗例1為準而獲得實驗例26的燒結體。按常規(guī)方法在室溫(25'C)下測量了該燒結體的體積固有電阻，如表l所示。「比較實驗例1」按碳化鉬(M02C)粉末的添加量成為48.2重量％的方式混合碳化鉬(M02C)粉末及氧化鋁粉末作為混合粉末，對該混合粉末進行加壓成形，把所獲得的成形體在氬(Ar)氣氛中在1750'C下燒制2小時。該燒制所使用的電爐與實驗例1中使用的電爐相同。由此獲得直徑50mm、厚度30mm的比較實驗例1的燒結體。按常規(guī)方法在室溫(25'C)下測量了該燒結體的體積固有電阻，如表l所示。「比較實驗例24」22除了碳化鉬(M02C)粉末的添加量及燒制溫度為表1所示的添加量及燒制溫度以外，以比較實驗例1為準而獲得比較實驗例24的燒結體。按常規(guī)方法在室溫(25T:)下測量了該燒結體的體積固有電阻，如表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>根據(jù)表1可知，由實驗例16的碳化硅(SiC)及氧化鋁組成的復合燒結體與由比較實驗例14的碳化鉬(M02C)和氧化鋁組成的復合燒結體相比，即使是在組成比、燒制溫度變動了的情況下，體積固有電阻值的變動也小?！笇嵤├拱凑丈鲜鲋圃旆椒ㄖ谱髁藞D1所示的靜電吸盤裝置。此處，載置板31及支撐板32均由室溫(25。C)下的體積固有電阻為1.0X1015Q<cm，厚度為0.5mm，直徑為298mm的碳化硅一氧化鋁復合燒結體形成。還有，靜電吸附用內(nèi)部電極25為圓板狀，由8重量W的碳化硅(SiC)和剩余部分為氧化鋁的室溫(25'C)下的體積固有電阻為1.8X102Q，cm，厚度為25um的碳化硅一氧化鋁復合燒結體形成。再有，電介質(zhì)板24由直徑為239mm，厚度為3.9mm的氧化鋁燒結體形成?！冈u價」按以下方式評價了實施例的靜電吸盤裝置的等離子體均勻性。還有，在室溫(25'C)下評價了對供電用端子施加了直流2500V時的靜電吸附力的經(jīng)時變化(靜電吸附力的響應性)。圖6表示靜電吸附力的經(jīng)時變化。(等離子體均勻性的評價方法)把實施例的靜電吸盤裝置搭載在等離子體蝕刻裝置上，作為板狀試料，采用其上形成了直徑300mm(12英寸)的保護膜的薄片，把該薄片載置在靜電吸盤裝置的載置面上，借助于施加直流2500V所造成的靜電吸附將其固定，并且產(chǎn)生等離子體，進行保護膜的灰化處理。處理容器內(nèi)的壓力為0.7Pa(5mTorr)的02氣體(以100sccm供給)，等離子體產(chǎn)生用的高頻功率為頻率100MHz、2kW，還有，從冷卻氣體導入孔38向靜電吸盤裝置的載置體板21和薄片的間隙中注入給定壓力(15torr)的He氣體，向金屬基座部件23的流路28中注入20'C的冷卻水。然后，測量從上述薄片的中心部到外周部的保護膜的膜厚，算出了蝕刻量?！副容^例1」由35voP/。的碳化鉬(Mo2C)和剩余部分為氧化鋁的室溫(25。C)下的體積固有電阻為5.0X10—2Q，cm，厚度為10um的碳化鉬一氧化鋁復合燒結體形成了靜電吸附用內(nèi)部電極25，此外與實施例同樣，獲得比較例1的靜電吸盤裝置。以實施例為基準，評價了該比較例1的靜電吸盤裝置的等離子體均勻性和靜電吸附力的經(jīng)時變化(靜電吸附力的響應性)。圖6表示靜電吸附力的經(jīng)時變化?！副容^例2」由3重量。/o的碳化硅(SiC)和剩余部分為氧化鋁的室溫(25X:)下的體積固有電阻為5.0X108Q'cm，厚度為20wm的碳化硅一氧化鋁復合燒結體形成了靜電吸附用內(nèi)部電極25，此外與實施例同樣，獲得比較例2的靜電吸盤裝置。以實施例為基準，評價了該比較例2的靜電吸盤裝置的等離子體均勻性和靜電吸附力的經(jīng)時變化(靜電吸附力的響應性)。圖6表示靜電吸附力的經(jīng)時變化。根據(jù)評價結果可知，對于實施例的靜電吸盤裝置而言，蝕刻量在薄片的中心部和外周部是大致相同的，所以等離子體均勻性出色，靜電吸附力在施加電壓后立刻飽和，靜電吸附響應性也良好。相比之下可知，對于比較例1的靜電吸盤裝置而言，靜電吸附響應性良好，但是蝕刻量在薄片中心部大，在外周部小，所以等離子體均勻性差。還有，對于比較例2的靜電吸盤裝置而言，蝕刻量在薄片的中心部和外周部是大致相同的，所以等離子體均勻性出色，但是靜電吸附力的響應性差，靜電吸附力未飽和。權利要求1.一種靜電吸盤裝置，其特征在于，具備靜電吸盤部，該靜電吸盤部具備把一主面作為載置板狀試料的載置面并且內(nèi)置了靜電吸附用內(nèi)部電極的基體；以及對該靜電吸附用內(nèi)部電極施加直流電壓的供電用端子；以及固定于該靜電吸盤部的基體的另一主面上而與其成為一體，作為高頻產(chǎn)生用電極的金屬基座部，上述靜電吸附用內(nèi)部電極由含有絕緣性陶瓷和碳化硅的復合燒結體形成，并且其體積固有電阻為1.0×10-1Ω·cm以上且1.0×105Ω·cm以下。2.根據(jù)權利要求l所述的靜電吸盤裝置，其特征在于，上述復合燒結體含有5重量％以上且20重量％以下的碳化硅。3.根據(jù)權利要求l或2所述的靜電吸盤裝置，其特征在于，上述復合燒結體按合計30體積％以下含有從金屬、碳、導電性陶瓷的組中選擇的l種或2種以上。全文摘要本發(fā)明提供一種在適用于等離子體處理裝置的情況下，能提高等離子體中的電場強度的面內(nèi)均勻性，對板狀試料進行面內(nèi)均勻性高的等離子體處理的靜電吸盤裝置。本發(fā)明的靜電吸盤裝置(21)包括由上面(31a)為載置板狀試料(W)的載置面的電介質(zhì)板(31)、支撐板(32)、靜電吸附用內(nèi)部電極(25)和絕緣材料層(33)構成的靜電吸盤部(22)；作為高頻產(chǎn)生用電極的金屬基座部(23)；以及絕緣板(24)，靜電吸附用內(nèi)部電極(25)由含有絕緣性陶瓷和碳化硅的復合燒結體構成，并且，其體積固有電阻為1.0×10^-1Ω·cm以上且1.0×10⁵Ω·cm以下。文檔編號H01L21/3065GK101501834SQ200780029770公開日2009年8月5日申請日期2007年8月1日優(yōu)先權日2006年8月10日發(fā)明者三浦幸夫,小坂井守,牧惠吾,稻妻地浩申請人:住友大阪水泥股份有限公司