專利名稱：靜電卡盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜電卡盤裝置，進(jìn)一步具體而言，涉及下述靜電卡盤裝置適于在通過(guò)靜電力吸附固定半導(dǎo)體晶圓等板狀試料時(shí)使用，在半導(dǎo)體制造工藝中的物理氣相沉積法(PVD)、化學(xué)氣相沉積法(CVD)下的成膜處理、等離子體蝕刻等蝕刻處理、曝光處理等各種步驟中，均可提高放置板狀試料的放置面中的面內(nèi)溫度的均勻性，并可提高加熱部件的耐電壓性。本申請(qǐng)基于2010年I月29日在日本申請(qǐng)的特愿2010-018210號(hào)及2010年9月28日在日本申請(qǐng)的特愿2010-216823號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，在此援引其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
近年來(lái),在半導(dǎo)體制造工藝中，隨著元件的高集成化、高性能化，要求進(jìn)一步提高細(xì)微加工技術(shù)。在該半導(dǎo)體制造工藝中，蝕刻技術(shù)是細(xì)微加工技術(shù)的重要技術(shù)之一，近年 來(lái)，蝕刻技術(shù)中，可進(jìn)行高效且大面積的細(xì)微加工的等離子體蝕刻技術(shù)成為主流。上述等離子體蝕刻技術(shù)是干式蝕刻技術(shù)的一種，具體而言是如下技術(shù)在作為加工對(duì)象的固體材料上通過(guò)抗蝕劑形成掩模圖案，在將固體材料支撐于真空中的狀態(tài)下，將反應(yīng)性氣體導(dǎo)入到真空中，并向該反應(yīng)性氣體施加高頻的電場(chǎng)，由此加速的電子與氣體分子沖撞而成為等離子體狀態(tài)，使由該等離子體產(chǎn)生的基團(tuán)(自由基)和離子與固體材料反應(yīng)，作為反應(yīng)生成物去除，從而在固體材料上形成細(xì)微圖案。另一方面，作為通過(guò)等離子體的作用使原料氣體化合、并將獲得的化合物沉積在基板上的薄膜沉積技術(shù)之一，包括等離子體CVD法。該方法是下述成膜方法通過(guò)向含有原料分子的氣體施加高頻的電場(chǎng)而使之等離子體放電，通過(guò)由該等離子體放電而加速的電子使原料分子分解，并使獲得的化合物沉積。在低溫下僅通過(guò)熱激發(fā)不會(huì)發(fā)生的反應(yīng)，因在等離子體中系統(tǒng)內(nèi)的氣體相互撞擊、被激活而成為自由基，所以也成為可能。在等離子體蝕刻裝置、等離子體CVD裝置等使用了等離子體的半導(dǎo)體制造裝置中，以往，作為將晶圓簡(jiǎn)單地安裝、固定到試料臺(tái)并且將晶圓維持在所需溫度的裝置，使用靜電卡盤裝置。然而，在現(xiàn)有的等離子體蝕刻裝置中，若被靜電卡盤裝置固定的晶圓照射等離子體，則晶圓的表面溫度上升。因此，為了抑制晶圓的表面溫度的上升，使水等冷卻介質(zhì)循環(huán)于靜電卡盤裝置的溫度調(diào)整用基底部，從下側(cè)冷卻晶圓，但此時(shí)，在晶圓面內(nèi)產(chǎn)生溫度分布。例如，在晶圓的中心部溫度變高，在邊緣部溫度變低。并且，因等離子體蝕刻裝置的構(gòu)造、方式的不同等，在晶圓的面內(nèi)溫度分布中產(chǎn)生差異。因此，提出了在靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部之間安裝有加熱部件的附帶加熱功能的靜電卡盤裝置的方案(專利文獻(xiàn)I)。該附帶加熱功能的靜電卡盤裝置能夠在晶圓內(nèi)局部制造溫度分布，因此可對(duì)應(yīng)膜沉積速度、等離子體蝕刻速度來(lái)設(shè)定晶圓的面內(nèi)溫度分布，從而可高效進(jìn)行晶圓上的圖案形成等局部的膜形成、局部的等離子體蝕刻。作為在靜電卡盤裝置安裝加熱器的方法，包括以下方法等在陶瓷制的靜電卡盤中內(nèi)置加熱器的方法；在靜電卡盤的吸附面的內(nèi)側(cè)、即陶瓷板狀體的背面通過(guò)絲網(wǎng)印刷法以預(yù)定圖案涂布加熱器材料并使其加熱硬化，從而安裝加熱器的方法；或者在上述陶瓷板狀體的背面粘貼金屬箔、片狀導(dǎo)電材料，從而安裝加熱器的方法。并且，通過(guò)使用有機(jī)類粘接劑將內(nèi)置或安裝有加熱器的靜電卡盤部及溫度調(diào)整用基底部粘接一體化，而獲得附帶加熱功能的靜電卡盤裝置?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I JP特開(kāi)2008-300491號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題在通過(guò)上述現(xiàn)有的方法一在靜電卡盤的吸附面的內(nèi)側(cè)、即陶瓷板狀體的背面通過(guò)絲網(wǎng)印刷法以預(yù)定圖案涂布加熱器材料并使其加熱硬化，從而安裝加熱器的方法；或者在上述陶瓷板狀體的背面粘貼金屬箔、片狀導(dǎo)電材料，從而安裝加熱器的方法——而獲得的附帶加熱功能的靜電卡盤裝置中，存在以下的問(wèn)題在使用有機(jī)類粘接劑將靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部粘接一體化時(shí)，若在有機(jī)類粘接劑層中產(chǎn)生稱為氣孔(pore)的細(xì)微空孔、或者在有機(jī)類粘接劑層和靜電卡盤部及溫度調(diào)整用基底部之間產(chǎn)生稱為涂膜凹陷的未粘接部分，則當(dāng)向加熱器施加電壓時(shí)，靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部會(huì)導(dǎo)通(短路不良)，從而產(chǎn)生絕緣破壞。并且，通過(guò)有機(jī)類粘接劑層的厚度確保絕緣性時(shí)，存在以下問(wèn)題難以使該有機(jī)類粘接劑層的厚度變薄，并且在有機(jī)類粘接劑層的厚度上產(chǎn)生不均，所以無(wú)法使靜電卡盤部的放置晶圓的面的面內(nèi)溫度充分均勻。在使用金屬箔、片狀導(dǎo)電材料的附帶加熱功能的靜電卡盤裝置中，在作為加熱器圖案粘貼有金屬箔、片狀導(dǎo)電材料的部分和沒(méi)有加熱器圖案的部分產(chǎn)生階梯差，僅通過(guò)片狀粘接材料與冷卻基底粘接時(shí)，無(wú)法覆蓋加熱器的凹凸，存在粘接層中易產(chǎn)生空孔等問(wèn)題。并且，在使用具有熱塑性的片狀粘接材料時(shí)，在有加熱器的部分和無(wú)加熱器的部分的邊界也產(chǎn)生空孔，存在放電及剝離的危險(xiǎn)，并且存在加熱器和冷卻基底間的傳熱不均造成靜電卡盤的面內(nèi)溫度分布的控制性下降的問(wèn)題。本發(fā)明鑒于以上情況，其目的在于提供一種靜電卡盤裝置，可防止靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部之間的絕緣破壞，并且提高耐電壓性，進(jìn)而，提高靜電卡盤部的板狀試料的放置面的面內(nèi)溫度的均勻性，并且在靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部之間更加均勻地施加電壓，從而可提高靜電卡盤部上設(shè)置的加熱部件的耐電壓性。 用于解決問(wèn)題的手段本發(fā)明人等為解決上述問(wèn)題進(jìn)行銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)若在靜電卡盤部的與放置面相反側(cè)的主面上，經(jīng)由粘接材料粘接厚度薄的加熱部件，將溫度調(diào)整用基底部的靜電卡盤部側(cè)的面的整體或一部分用片狀或薄膜狀的絕緣材料被覆，將該靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部經(jīng)由使液狀粘接劑硬化而成的絕緣性的有機(jī)類粘接劑層而粘接一體化，則可防止靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部之間的絕緣破壞，并且可提高耐電壓性，進(jìn)一步，可提高靜電卡盤部的放置面的面內(nèi)溫度的均勻性，也可提高加熱部件的耐電壓性，從而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明的第一方式是一種靜電卡盤裝置，其特征在于，具有靜電卡盤部，將一個(gè)主面作為放置板狀試料的放置面，并且內(nèi)置有靜電吸附用內(nèi)部電極；和溫度調(diào)整用基底部，將靜電卡盤部調(diào)整為所需的溫度，在上述靜電卡盤部的與上述放置面相反側(cè)的主面上，經(jīng)由粘接材料粘接加熱部件，上述溫度調(diào)整用基底部的上述靜電卡盤部側(cè)的面的整體或一部分由片狀或薄膜狀的絕緣材料被覆，粘接有加熱部件的上述靜電卡盤部、和由片狀或薄膜狀的絕緣材料被覆的上述溫度調(diào)整用基底部，經(jīng)由使液狀粘接劑硬化而成的絕緣性的有機(jī)類粘接劑層而被粘接一體化。在該靜電卡盤裝置中，將靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部經(jīng)由使液狀粘接劑硬化而成的絕緣性的有機(jī)類粘接劑層而粘接一體化，從而，絕緣性的有機(jī)類粘接劑層良好地維持靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部之間的絕緣。這樣一來(lái)，無(wú)需擔(dān)心在靜電卡盤部和溫度 調(diào)整用基底部之間產(chǎn)生導(dǎo)通(短路不良)，結(jié)果也無(wú)需擔(dān)憂在靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部之間產(chǎn)生絕緣破壞，它們之間的耐電壓性提高。并且，在靜電卡盤部的與放置面相反側(cè)的主面上，經(jīng)由粘接材料粘接加熱部件，并且將溫度調(diào)整用基底部的靜電卡盤部側(cè)的面的整體或一部分用片狀或薄膜狀的絕緣材料被覆，從而使靜電卡盤部和加熱部件的間隔、及加熱部件和溫度調(diào)整用基底部的間隔保持一定，提高靜電卡盤部的放置面中的面內(nèi)溫度的均勻性，并且提高該加熱部件和溫度調(diào)整用基底部的耐電壓性。進(jìn)一步，通過(guò)在粘接了加熱部件的靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部之間介入絕緣性的有機(jī)類粘接劑層，在使放置的板狀試料急速升降溫的情況下，有機(jī)類粘接劑層作為相對(duì)于靜電卡盤部緩和劇烈膨脹/收縮的緩沖層發(fā)生作用，可防止靜電卡盤部中產(chǎn)生裂紋、缺口等。這樣一來(lái)，靜電卡盤部的耐久性提高。本發(fā)明的第二方式的靜電卡盤裝置的特征在于，上述片狀或薄膜狀的絕緣材料通過(guò)片狀或薄膜狀的粘接材料粘接到上述溫度調(diào)整用基底部。在該靜電卡盤裝置中，將片狀或薄膜狀的絕緣材料使用片狀或薄膜狀的粘接材料粘接到溫度調(diào)整用基底部，從而確保了溫度調(diào)整用基底部的靜電卡盤部側(cè)的絕緣性，并且粘接材料的厚度一定，靜電卡盤部的放置面中的面內(nèi)溫度的均勻性提高。本發(fā)明的第三方式的靜電卡盤裝置的特征在于，上述靜電卡盤部的厚度是0. 7mm以上且3. Omm以下。在該靜電卡盤裝置中，靜電卡盤部的厚度是0. 7mm以上且3. Omm以下，從而可對(duì)靜電卡盤部賦予充分的強(qiáng)度，并且靜電卡盤部自身的熱容量變小，與放置的板狀試料的熱交換效率、熱響應(yīng)性良好。本發(fā)明的第四方式的靜電卡盤裝置的特征在于，上述加熱部件是由厚度為0.2_以下的非磁性金屬構(gòu)成的薄板狀的加熱元件。在該靜電卡盤裝置中，加熱部件是由厚度為0. 2mm以下的非磁性金屬構(gòu)成的薄板狀的加熱元件，從而加熱元件的圖案難以反映到板狀試料，易于將板狀試料的面內(nèi)溫度維持為所需的溫度分布圖。
本發(fā)明的第五方式的靜電卡盤裝置的特征在于，上述粘接材料是有機(jī)硅類或丙烯酸類的粘接材料。在該靜電卡盤裝置中，粘接材料是有機(jī)硅類或丙烯酸類的粘接材料，從而可減輕靜電卡盤部及加熱部的熱應(yīng)力，可進(jìn)一步提高耐久性。本發(fā)明的第六方式的靜電卡盤裝置的特征在于，上述粘接材料的厚度的波動(dòng)在IOum以下。在該靜電卡盤裝置中，粘接材料的厚度的波動(dòng)在IOiim以下，從而靜電卡盤部和加熱部件的間隔以IOym以下的精度被控制，由加熱部件加熱的板狀試料的面內(nèi)溫度的均勻性提聞。本發(fā)明的第七方式的靜電卡盤裝置的特征在于，上述靜電卡盤部具有將一個(gè)主面作為上述放置面的放置板；與放置板一體化并支撐放置板的支撐板；和設(shè)置在放置板和 支撐板之間的上述靜電吸附用內(nèi)部電極，上述放置板由氧化鋁-碳化硅復(fù)合燒結(jié)體或氧化釔燒結(jié)體構(gòu)成。在該靜電卡盤裝置中，放置板是氧化鋁-碳化硅復(fù)合燒結(jié)體或氧化釔燒結(jié)體，從 而提高了對(duì)腐蝕性氣體及其等離子體的耐久性，也保持了機(jī)械強(qiáng)度。
本發(fā)明的第八方式的靜電卡盤裝置的特征在于，上述放置板的厚度為0. 3mm以上且2. Omm以下。在該靜電卡盤裝置中，放置板的厚度為0. 3mm以上且2. Omm以下，從而可切實(shí)吸附固定板狀試料，因此可充分加熱板狀試料，也不存在因施加到靜電吸附用內(nèi)部電極的電壓而放電的危險(xiǎn)性。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的靜電卡盤裝置，在靜電卡盤部的另一主面上經(jīng)由片狀或薄膜狀的粘接材料粘接加熱部件，將粘接了該加熱部件的靜電卡盤部、和由絕緣性片材全面或部分被覆的溫度調(diào)整用基底，經(jīng)由有機(jī)類粘接劑層而粘接一體化，因此通過(guò)該絕緣部件可良好地維持靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部之間的絕緣，結(jié)果可防止絕緣破壞。因此，可提高靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部之間的耐電壓性。并且，在靜電卡盤部的另一主面上經(jīng)由片狀或薄膜狀的粘接材料粘接加熱部件，因此可將靜電卡盤部的加熱部件的間隔保持一定，可提高靜電卡盤部的放置面中的面內(nèi)溫度的均勻性。并且，可提高加熱部件和溫度調(diào)整用基底部之間的耐電壓性，將溫度調(diào)整用基底部作為等離子體用電極使用時(shí)，也可將較高的電壓施加到溫度調(diào)整用基底部。并且，在靜電卡盤部和溫度調(diào)整用基底部之間介入有機(jī)類粘接劑層，因此該有機(jī)類粘接劑層作為相對(duì)于靜電卡盤部緩和劇烈的膨脹/收縮的緩沖層發(fā)揮作用，因此可防止靜電卡盤部中產(chǎn)生裂紋、缺口等，可提高靜電卡盤部的耐久性。進(jìn)一步，構(gòu)成靜電卡盤部的放置板是氧化鋁-碳化硅復(fù)合燒結(jié)體或氧化釔燒結(jié)體,因此可提高對(duì)腐蝕性氣體及其等離子體的耐久性,也可充分保持機(jī)械強(qiáng)度。


圖I是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的靜電卡盤裝置的剖視圖。圖2是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的靜電卡盤裝置中加熱元件的加熱器圖案的一例的俯視圖。圖3是表示在實(shí)施例的靜電卡盤裝置中冷卻時(shí)的硅晶圓的面內(nèi)溫度分布的圖。圖4是表示在實(shí)施例的靜電卡盤裝置中保持為50°C時(shí)的硅晶圓的面內(nèi)溫度分布的圖。圖5是表示在實(shí)施例的靜電卡盤裝置中升溫時(shí)的硅晶圓的面內(nèi)溫度分布的圖。符號(hào)說(shuō)明I 靜電卡盤裝置2 靜電卡盤部3 溫度調(diào)整用基底部 4 粘接材料5 加熱元件5a內(nèi)加熱器5b外加熱器6 粘接材料7 絕緣部件8 有機(jī)類粘接劑層11放置板12支撐板13靜電吸附用內(nèi)部電極14絕緣材料層15供電用端子16突起部17絕緣子21與供電用端子的連接位置22供電用端子23絕緣子W 板狀試料
具體實(shí)施例方式根據(jù)

本發(fā)明的靜電卡盤裝置的實(shí)施方式。此外，以下實(shí)施方式是為了良好地理解發(fā)明主旨而進(jìn)行的具體說(shuō)明，如無(wú)特別指定，不用于限定本發(fā)明。圖I是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的靜電卡盤裝置的剖視圖，靜電卡盤裝置I主要由以下構(gòu)成圓板狀的靜電卡盤部2 ;將該靜電卡盤部2調(diào)整為所需溫度的有厚度的圓板狀的溫度調(diào)整用基底部3 ;粘接材料4，與靜電卡盤部2的下面(其他主面)粘接，具有預(yù)定圖案；加熱元件5，與粘接材料4的下面粘接，具有與該粘接材料4相同形狀的圖案；絕緣部件7，經(jīng)由粘接材料6與溫度調(diào)整用基底部3的上面粘接；和有機(jī)類粘接劑層8，在使靜電卡盤部2的下面的加熱元件5和溫度調(diào)整用基底部3上的絕緣部件I相對(duì)的狀態(tài)下，將它們粘接一體化。
靜電卡盤部2由以下構(gòu)成放置板11，將上面作為用于放置半導(dǎo)體晶圓等板狀試料W的放置面；支撐板12，與該放置板11 一體化，用于支撐該放置板11 ;絕緣材料層14，使設(shè)置在該放置板11和支撐板12之間的靜電吸附用內(nèi)部電極13及靜電吸附用內(nèi)部電極13的周圍絕緣；和供電用端子15，貫通支撐板12地設(shè)置，用于向靜電吸附用內(nèi)部電極13施加直流電壓。上述放置板11及支撐板12是使重合的面的形狀相同的圓板狀物體，由氧化招-碳化娃(Al2O3-SiC)復(fù)合燒結(jié)體、氧化招(Al2O3)燒結(jié)體、氣化招(AlN)燒結(jié)體、氧化宇乙(Y2O3)燒結(jié)體等具有機(jī)械強(qiáng)度、且具有對(duì)腐蝕性氣體及其等離子體的耐久性的絕緣性的陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成。在放置板11的放置面上形成多個(gè)直徑比板狀試料厚度小的突起部16，成為這些突起部16支撐板狀試料W的構(gòu)成。
放置板11、支撐板12、靜電吸附用內(nèi)部電極13及絕緣材料層14的總厚度、即靜電卡盤部2的厚度優(yōu)選0. 7mm以上且3. Omm以下。靜電卡盤部2的厚度小于0. 7mm時(shí),無(wú)法確保靜電卡盤部2的機(jī)械強(qiáng)度，而當(dāng)靜電卡盤部2的厚度超過(guò)3. Omm時(shí)，靜電卡盤部2的熱容量過(guò)大，放置的板狀試料W的熱響應(yīng)性劣化，進(jìn)一步，因靜電卡盤部的橫向傳熱的增加，難以將板狀試料W的面內(nèi)溫度保持在所需的溫度分布圖(temperature pattern)。尤其優(yōu)選放置板11的厚度為0. 3mm以上且2. Omm以下。放置板11的厚度小于0. 3mm時(shí)，因施加到靜電吸附用內(nèi)部電極13的電壓而放電的危險(xiǎn)性增大，而當(dāng)放置板11的厚度超過(guò)2. Omm時(shí)，無(wú)法充分吸附固定板狀試料W，因此難以充分加熱板狀試料W。靜電吸附用內(nèi)部電極13被用作靜電卡盤用電極，其用于產(chǎn)生電荷并通過(guò)靜電吸附力固定板狀試料，可根據(jù)其用途而適當(dāng)調(diào)整其形狀、大小。該靜電吸附用內(nèi)部電極13由氧化鋁-碳化鉭(Al2O3-Ta4C5)導(dǎo)電性復(fù)合燒結(jié)體、氧化鋁-鎢(Al2O3-W)導(dǎo)電性復(fù)合燒結(jié)體、氧化鋁-碳化硅(Al2O3-SiC)導(dǎo)電性復(fù)合燒結(jié)體、氮化鋁-鎢(AlN-W)導(dǎo)電性復(fù)合燒結(jié)體、氮化鋁-鉭(AlN-Ta)導(dǎo)電性復(fù)合燒結(jié)體、氧化釔-鑰(Y2O3-Mo)導(dǎo)電性復(fù)合燒結(jié)體等導(dǎo)電性陶瓷、或者鎢(W)、鉭(Ta)、鑰(Mo)等高熔點(diǎn)金屬形成。靜電吸附用內(nèi)部電極13的厚度無(wú)特別限定，優(yōu)選0. Iiim以上且IOOiim以下，尤其優(yōu)選5iim以上且20iim以下。靜電吸附用內(nèi)部電極13的厚度小于0. I 時(shí),無(wú)法確保充分的導(dǎo)電性，而當(dāng)靜電吸附用內(nèi)部電極13的厚度超過(guò)100 ii m時(shí)，因靜電吸附用內(nèi)部電極13和放置板11及支撐板12之間的熱膨脹率差，在靜電吸附用內(nèi)部電極13和放置板11及支撐板12的接合界面容易出現(xiàn)裂紋。這種厚度的靜電吸附用內(nèi)部電極13可通過(guò)濺射法、蒸鍍法等成膜法、或者絲網(wǎng)印刷法等涂布法容易地形成。絕緣材料層14圍繞靜電吸附用內(nèi)部電極13，保護(hù)靜電吸附用內(nèi)部電極13免于遭受腐蝕性氣體及其等離子體，并且使放置板11和支撐板12的邊界部、即靜電吸附用內(nèi)部電極13以外的外周部區(qū)域接合一體化，由與構(gòu)成放置板11及支撐板12的材料相同組分或主成份相同的絕緣材料構(gòu)成。供電用端子15是為了將直流電壓施加到靜電吸附用內(nèi)部電極13而設(shè)置的棒狀物。作為供電用端子15的材料，只要是具有良好耐熱性的導(dǎo)電性材料則無(wú)特別限定，優(yōu)選熱膨脹系數(shù)與靜電吸附用內(nèi)部電極13及支撐板12的熱膨脹系數(shù)近似的材料，例如優(yōu)選使用構(gòu)成靜電吸附用內(nèi)部電極13的導(dǎo)電性陶瓷，或者鎢(W)、鉭(Ta)、鑰(Mo)、鈮(Nb)、可伐(Kovar)合金等金屬材料。上述供電用端子15通過(guò)具有絕緣性的絕緣子17而相對(duì)于溫度調(diào)整用基底部3絕緣。并且，供電用端子15與支撐板12接合一體化，進(jìn)一步，放置板11和支撐板12 通過(guò)靜電吸附用內(nèi)部電極13及絕緣材料層14接合一體化，構(gòu)成靜電卡盤部2。溫度調(diào)整用基底部3用于將靜電卡盤部2調(diào)整為所需的溫度，是有厚度的圓板狀物。作為該溫度調(diào)整用基底部3，例如優(yōu)選在其內(nèi)部形成有使水循環(huán)的流路(省略圖/Jn )的水冷基底等。作為構(gòu)成溫度調(diào)整用基底部3的材料，只要是具有良好導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、加工性的金屬或含有這些金屬的復(fù)合材料，則無(wú)特別限定，例如優(yōu)選使用鋁(Al)、鋁合金、銅(Cu)、銅合金、不銹鋼(SUS)等。溫度調(diào)整用基底部3的至少暴露于等離子體的面，優(yōu)選實(shí)施耐酸鋁處理、或者成膜有氧化鋁等的絕緣膜。粘接材料4為聚酰亞胺樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等具有耐熱性及絕緣性、并與下述加熱元件5相同的圖案形狀的片狀或薄膜狀的粘接性樹(shù)脂，厚度優(yōu)選5 u nTlOO y m，進(jìn)一步優(yōu)選10 u m 50 u m。粘接材料4的面內(nèi)厚度的波動(dòng)優(yōu)選在10 ii m以內(nèi)。粘接材料4的面內(nèi)厚度的波動(dòng)超過(guò)10 u m時(shí)，在靜電卡盤部2和加熱元件5的面內(nèi)間隔上產(chǎn)生超過(guò)10 ii m的波動(dòng)，結(jié)果是，從加熱元件5傳遞到靜電卡盤部2的熱的面內(nèi)均勻性下降，靜電卡盤部2的放置面中的面內(nèi)溫度變得不均，因此不優(yōu)選。加熱元件5經(jīng)由粘接材料4配置在支撐板12的下面，因此例如如圖2所示，由相互獨(dú)立的2個(gè)加熱器構(gòu)成，即由形成在中心部的內(nèi)加熱器5a及在該內(nèi)加熱器5a的周邊部外方環(huán)狀形成的外加熱器5b構(gòu)成，在該內(nèi)加熱器5a及外加熱器5b各自的兩端部的與供電用端子的連接位置21上，分別連接圖I所示的供電用端子22，該供電用端子22通過(guò)具有絕緣性的絕緣子23而相對(duì)于溫度調(diào)整用基底部3絕緣。上述內(nèi)加熱器5a及外加熱器5b分別使窄幅的帶狀金屬材料蛇行的圖案以軸為中心，在該軸的周圍反復(fù)配置，且將相鄰的圖案彼此連接，從而成為一個(gè)連續(xù)的帶狀的加熱器圖案。在加熱元件5中，分別獨(dú)立控制上述內(nèi)加熱器5a及外加熱器5b，從而可高精度地控制通過(guò)靜電吸附而固定到放置板11的放置面上的板狀試料W的面內(nèi)溫度分布。加熱元件5的加熱器圖案可如上所述由相互獨(dú)立的2個(gè)以上的加熱器圖案構(gòu)成，也可由一個(gè)加熱器圖案構(gòu)成，但如上述內(nèi)加熱器5a及外加熱器5b所示，加熱元件5由相互獨(dú)立的2個(gè)以上的加熱器圖案構(gòu)成時(shí)，通過(guò)分別控制該相互獨(dú)立的加熱器圖案，可自由控制處理中的板狀試料W的溫度，因此優(yōu)選。加熱元件5如下形成將厚度為0. 2mm以下、優(yōu)選0. Imm以下的具有一定厚度的非磁性金屬板，例如鈦(Ti)薄板、鎢(W)薄板、鑰(Mo)薄板等，通過(guò)光刻法蝕刻加工為所需的加熱器圖案。加熱元件5的厚度超過(guò)0. 2mm時(shí)，加熱元件5的圖案形狀被反映為板狀試料W的溫度分布，難以將板狀試料W的面內(nèi)溫度維持為所需的溫度分布圖。并且，由非磁性金屬形成加熱元件5時(shí)，即使將靜電卡盤裝置I在高頻氣氛中使用，加熱元件也不會(huì)因高頻而自身發(fā)熱，因此易于將板狀試料W的面內(nèi)溫度維持為所需的一定溫度或一定的溫度分布圖，因此優(yōu)選。并且，使用一定厚度的非磁性金屬薄板形成加熱元件5時(shí)，加熱元件5的厚度在整個(gè)加熱面中一定，并且發(fā)熱量也在整個(gè)加熱面中一定，因此可使靜電卡盤部2的放置面中的溫度分布均勻化。在加熱元件5中，通過(guò)分別獨(dú)立控制上述內(nèi)加熱器5a及外加熱器5b，可使加熱元件5的加熱器圖案難以反映到板狀試料W。因此，可將在放置板11的放置面上通過(guò)靜電吸附而固定的板狀試料W的面內(nèi)溫度分布高精度地控制為所需的溫度分布圖。
粘接材料6用于將絕緣部件7粘接到溫度調(diào)整用基底部3的上面，和粘接材料4一樣，是聚酰亞胺樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等具有耐熱性及絕緣性的片狀或薄膜狀的粘接性樹(shù)脂，厚度優(yōu)選5 V- nTlOO V- m,進(jìn)一步優(yōu)選10 u nT50 u m。粘接材料6的面內(nèi)厚度的波動(dòng)優(yōu)選在10 ii m以內(nèi)。粘接材料6的面內(nèi)厚度的波動(dòng)超過(guò)10 ii m時(shí)，在溫度調(diào)整用基底部3和絕緣部件7的間隔中產(chǎn)生超過(guò)10 ii m的波動(dòng)，結(jié)果是，溫度調(diào)整用基底部3對(duì)靜電卡盤部2的溫度控制的面內(nèi)均勻性降低，靜電卡盤部2的放置面中的面內(nèi)溫度變得不均，因此不優(yōu)選。絕緣部件7是聚酰亞胺樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等具有絕緣性及耐電壓性的薄膜狀或片狀的樹(shù)脂，絕緣部件7的面內(nèi)厚度的波動(dòng)優(yōu)選IOym以內(nèi)。絕緣部件7的面內(nèi)厚度的波動(dòng)超過(guò)10 y m時(shí)，因厚度大小不同而在溫度分布中產(chǎn)生高低差，結(jié)果對(duì)絕緣部件7的厚度調(diào)整下的溫度控制造成不良影響，因此不優(yōu)選。絕緣部件I的導(dǎo)熱系數(shù)優(yōu)選0. 05ff/mk以上且0. 5ff/mk以下，進(jìn)一步優(yōu)選0. lff/mk以上且0. 25ff/mk以下。當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)小于0. lff/mk時(shí)，從靜電卡盤部2經(jīng)由絕緣部件7到溫度調(diào)整用基底部的導(dǎo)熱變得困難，冷卻速度下降，因此不優(yōu)選，另一方面，當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)超過(guò)lW/mk時(shí)，從加熱部經(jīng)由絕緣部件7到溫度調(diào)整用基底部3的導(dǎo)熱增加，升溫速度下降，因此不優(yōu)選。有機(jī)類粘接劑層8在使經(jīng)由粘接材料4粘接到靜電卡盤部2的下面的加熱元件5、和經(jīng)由粘接材料6粘接到溫度調(diào)整用基底部3上的絕緣部件7相對(duì)的狀態(tài)下，將它們粘接一體化，并且具有熱應(yīng)力的緩和作用，有機(jī)類粘接劑層8的厚度優(yōu)選50 ii m以上且500 u m以下。有機(jī)類粘接劑層8的厚度小于50 iim時(shí)，雖然靜電卡盤部2和溫度調(diào)整用基底部3之間的導(dǎo)熱性變得良好，但熱應(yīng)力緩和變得不充分，易產(chǎn)生破裂、裂紋，而當(dāng)有機(jī)類粘接劑層8的厚度超過(guò)500 u m時(shí)，難以充分確保靜電卡盤2和溫度調(diào)整用基底部3之間的導(dǎo)熱性。上述有機(jī)類粘接劑層8例如由將有機(jī)硅類樹(shù)脂組成物加熱硬化的硬化體或丙烯酸樹(shù)脂形成。有機(jī)硅類樹(shù)脂組成物是具有良好耐熱性、彈性的樹(shù)脂，是具有硅氧烷鍵(Si-O-Si)的硅化合物。該有機(jī)硅類樹(shù)脂組成物例如可由下式(I)或(2)的化學(xué)式表示。(化學(xué)式I)
權(quán)利要求
1.一種靜電卡盤裝置，其特征在于， 具有靜電卡盤部，將一個(gè)主面作為放置板狀試料的放置面，并且內(nèi)置有靜電吸附用內(nèi)部電極；和溫度調(diào)整用基底部，將靜電卡盤部調(diào)整為所需的溫度， 在上述靜電卡盤部的與上述放置面相反側(cè)的主面上，經(jīng)由粘接材料粘接加熱部件， 上述溫度調(diào)整用基底部的上述靜電卡盤部側(cè)的面的整體或一部分由片狀或薄膜狀的絕緣材料被覆， 粘接有加熱部件的上述靜電卡盤部、和由片狀或薄膜狀的絕緣材料被覆的上述溫度調(diào)整用基底部，經(jīng)由使液狀粘接劑硬化而成的絕緣性的有機(jī)類粘接劑層而被粘接一體化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜電卡盤裝置，其特征在于，上述片狀或薄膜狀的絕緣材料通過(guò)片狀或薄膜狀的粘接材料粘接到上述溫度調(diào)整用基底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的靜電卡盤裝置，其特征在于，上述靜電卡盤部的厚度是0. 7mm以上且3. Omm以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的靜電卡盤裝置，其特征在于，上述加熱部件是由厚度為0. 2mm以下的非磁性金屬構(gòu)成的薄板狀的加熱元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的靜電卡盤裝置，其特征在于，上述粘接材料是有機(jī)硅類或丙烯酸類的粘接材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的靜電卡盤裝置，其特征在于，上述粘接材料的厚度的波動(dòng)在IOiim以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的靜電卡盤裝置，其特征在于， 上述靜電卡盤部具有將一個(gè)主面作為上述放置面的放置板；與放置板一體化并支撐放置板的支撐板；和設(shè)置在放置板和支撐板之間的上述靜電吸附用內(nèi)部電極， 上述放置板由氧化鋁-碳化硅復(fù)合燒結(jié)體或氧化釔燒結(jié)體構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的靜電卡盤裝置，其特征在于，上述放置板的厚度為0.3mm以上且2. Omm以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種靜電卡盤裝置，其特征在于，具有靜電卡盤部，將一個(gè)主面作為放置板狀試料的放置面，并且內(nèi)置有靜電吸附用內(nèi)部電極；和溫度調(diào)整用基底部，將靜電卡盤部調(diào)整為所需的溫度，在上述靜電卡盤部的與上述放置面相反側(cè)的主面上，經(jīng)由粘接材料粘接加熱部件，上述溫度調(diào)整用基底部的上述靜電卡盤部側(cè)的面的整體或一部分由片狀或薄膜狀的絕緣材料被覆，粘接有加熱部件的上述靜電卡盤部、和由片狀或薄膜狀的絕緣材料被覆的上述溫度調(diào)整用基底部，經(jīng)由使液狀粘接劑硬化而成的絕緣性的有機(jī)類粘接劑層而被粘接一體化。
文檔編號(hào)H02N13/00GK102741998SQ20118000770
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者佐藤隆, 古內(nèi)圭, 小坂井守, 早原龍二, 森谷義明, 渡邊剛志, 石村和典 申請(qǐng)人:住友大阪水泥股份有限公司