CN108028219B - 静电卡盘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的静电卡盘装置具备：静电卡盘部，具有载置板状试样的载置面；温度调整用基部，与静电卡盘部的与载置面相反的一侧的面相对地配置；粘接部，将静电卡盘部与温度调整用基部之间进行粘接；及环状的聚焦环，包围载置面的周围，由静电卡盘部、聚焦环、粘接部及温度调整用基部的堤部所包围的空间的体积大于粘接部在使用温度下的体积膨胀量。

Description

静电卡盘装置
技术领域
本发明涉及一种静电卡盘装置。
本申请案主张基于2015年9月25日于日本提出申请的日本专利申请2015-188377号及日本专利申请2015-188378号的优先权，并将其内容引用至本申请案中。
背景技术
在等离子体蚀刻装置、等离子体CVD装置等使用等离子体的半导体制造装置中，以往作为在试样台上简便地安装并固定晶圆并且将该晶圆维持为所期望的温度的装置，使用的是静电卡盘装置。
作为这种静电卡盘装置，例如已知有将静电卡盘部与温度调整用基部通过粘接部而接合成一体的静电卡盘装置，该静电卡盘部在内部埋设有静电吸附用板状电极，该温度调整用基部在内部形成有制冷剂循环用制冷剂流路(专利文献1)。
粘接部容易被等离子体处理时产生的自由基等侵蚀。因此，若长期在等离子体环境下使用静电卡盘，则粘接部有时会被侵蚀。
若粘接部被等离子体侵蚀，则静电卡盘部与温度调整用基部的粘接强度将下降。粘接力下降的结果有可能造成制品的寿命下降、部件的翘曲等。并且，被等离子体侵蚀的部分的热传递性会发生劣化，因此有时会导致晶圆温度的不均匀性。
以防止这种粘接部的侵蚀为目的，例如在专利文献2中记载有一种静电卡盘装置，其具备：静电卡盘，在侧面具有凹凸形状；及环状的绝缘环，与该凹凸形状嵌合且配置于静电卡盘的外周。
并且，在专利文献3中记载有一种基板载置台，其具备具有凹部的基部与嵌合于凹部的静电卡盘部，且仅在凹部的底部平面设有粘接剂层。
并且，为了避免粘接部被等离子体处理时产生的自由基等侵蚀，提出有一种基板载置台，其具备具有凹部的基部与嵌合于凹部的静电卡盘部，且仅在凹部的底部平面设有粘接剂层(专利文献3)。
并且，近年来，等离子体蚀刻装置中，伴随半导体装置的配线的微细化等，较以往更严格要求蚀刻速率的均匀性。等离子体蚀刻的蚀刻速度受到等离子体的密度、晶圆表面温度、蚀刻气体的浓度分布等影响。由于等离子体密度或蚀刻气体浓度在晶圆面内具有分布，因此除了晶圆表面温度的均匀性以外，还需要调节晶圆面内温度分布。
因此，提出有一种附带加热器功能的静电卡盘装置，其在静电卡盘部与温度调整用基部之间安装有加热器部件(专利文献4)。
该附带加热器功能的静电卡盘装置能够在晶圆内局部地形成温度分布，因此能够配合等离子体蚀刻速度来适当设定晶圆的面内温度分布。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-247342号公报
专利文献2：日本特开2003-179129号公报
专利文献3：日本特开2011-108816号公报
专利文献4：日本特开2008-300491号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，以往的静电卡盘装置中，存在无法充分抑制等离子体对粘接部的影响这一问题。
例如，专利文献2所记载的静电卡盘装置在绝缘环与静电卡盘之间存在缝隙。因等离子体处理而产生的自由基会经由该缝隙而到达粘接部，从而侵蚀粘接部。
例如，专利文献3所记载的基板载置台在将静电卡盘部嵌合于基部时，静电卡盘部的侧面会与基部直接接触。在静电卡盘装置中，静电卡盘部被加热，而基部则被冷却。因此，被冷却的基部与被加热的静电卡盘部的界面会产生伴随热膨胀率差的大的变形。该变形有时会使基部与静电卡盘部之间形成缝隙，或者导致基部或静电卡盘部破损。因等离子体处理产生的自由基会经由缝隙及因破损而产生的间隙到达粘接部，从而侵蚀粘接部。
并且，在将静电卡盘部嵌合于温度调整用基部的结构中，在使晶圆面内的表面温度均匀且使晶圆的加工精度提高这一方面，尚存在改良的余地。因此，要求能够使晶圆的均热性更进一步提高的静电卡盘装置。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种在等离子体工序中防止粘接部被侵蚀而耐等离子体性高的静电卡盘装置。并且，本发明的目的在于提供一种面内方向上的均热性高的静电卡盘装置。
用于解决技术课题的手段
作为解决所述课题的方法，本发明具有以下结构。
本发明的第一方式所涉及的静电卡盘装置具备：静电卡盘部，具有载置板状试样的载置面，且内置有静电吸附用电极；温度调整用基部，与所述静电卡盘部的与所述载置面相反的一侧的面相对地配置；粘接部，将所述静电卡盘部与所述温度调整用基部之间进行粘接；及环状的聚焦环，包围所述载置面的周围，所述温度调整用基部具有载置所述静电卡盘部的平坦部与包围所述静电卡盘部周围的堤部，所述聚焦环是在俯视观察时横跨所述静电卡盘部与所述堤部而配设，所述粘接部将所述堤部与所述静电卡盘部的侧面之间进行粘接，所述堤部与所述静电卡盘部之间的所述粘接部的上表面较所述静电卡盘部的上表面及所述堤部配置于更靠下方，形成有由所述静电卡盘部、所述聚焦环、所述粘接部及所述堤部所包围的空间，所述空间的体积大于所述粘接部在使用温度下的体积膨胀量。
本发明的第一方式所涉及的静电卡盘装置中，也可以为，从所述静电卡盘部的上表面直至所述粘接部的上表面为止的距离为0.1mm以上。
本发明的第一方式所涉及的静电卡盘装置中，也可以为，所述静电卡盘部的上表面较所述堤部的上表面配置于更靠上方，所述聚焦环由所述静电卡盘部的周缘的上表面进行支承。
本发明的第一方式所涉及的静电卡盘装置中，也可以为，所述粘接部具有所述静电卡盘部与所述平坦部之间的第1区域和所述静电卡盘部及所述堤部之间的第2区域，所述第2区域的杨氏模量(Young's modulus)小于所述第1区域的杨氏模量。
本发明的第一方式所涉及的静电卡盘装置中，也可以为，所述第2区域的导热性低于所述第1区域的导热性。
本发明的第二方式所涉及的静电卡盘装置具备：静电卡盘部，具有载置板状试样的载置面，且内置有静电吸附用电极；温度调整用基部，与所述静电卡盘部的与所述载置面相反的一侧的面相对地配置；及粘接部，将所述静电卡盘部与所述温度调整用基部进行粘接，所述温度调整用基部具有载置所述静电卡盘部的平坦部与包围所述静电卡盘部周围的堤部，所述粘接部从所述静电卡盘部与所述平坦部之间延伸至所述静电卡盘部与所述堤部之间而配置，在所述粘接部中，所述静电卡盘部与所述平坦部之间的第1区域的导热率，高于所述粘接部中的所述静电卡盘部与所述堤部之间的第2区域的导热率。
本发明的第二方式所涉及的静电卡盘装置中，也可以为，所述粘接部的所述第1区域在内部具有填料，所述粘接部的所述第2区域不具有填料。
本发明的第二方式所涉及的静电卡盘装置中，也可以为，所述粘接部的所述第2区域的杨氏模量小于所述粘接部的所述第1区域的杨氏模量。
本发明的第二方式所涉及的静电卡盘中，也可以为，还具有聚焦环，配置于所述静电卡盘部及所述堤部的上方，且在所述载置面的周围沿着所述载置面的圆周方向而设置，所述第2区域中的所述粘接部的上表面较所述静电卡盘部的上表面及所述堤部的上表面配置于更靠下方。
本发明的第二方式所涉及的静电卡盘中，也可以为，所述静电卡盘部的上表面较所述堤部的上表面配置于更靠上方，所述聚焦环由所述静电卡盘部的周缘的上表面进行支承。
本发明的第二方式所涉及的静电卡盘中，也可以为，形成有由所述静电卡盘部、所述聚焦环、所述粘接部及所述堤部所包围的空间，所述空间的体积大于构成所述粘接部的树脂在使用温度下的体积膨胀量。
发明效果
根据本发明的静电卡盘装置，能够抑制粘接部被等离子体处理时产生的自由基侵蚀。并且，根据本发明的静电卡盘装置，能够使晶圆的均热性更进一步提高。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的第1实施方式及第3实施方式的静电卡盘装置的优选例的剖视图。
图2是将本发明的第1实施方式的静电卡盘装置的优选例中的聚焦环附近放大的剖视示意图。
图3是将由静电卡盘部、聚焦环、粘接部及堤部所形成的空间的体积为规定体积以下时的静电卡盘装置的使用方式中的聚焦环附近放大的剖视示意图。
图4是将本发明的第2实施方式所涉及的静电卡盘装置的优选例中的聚焦环附近放大的剖视示意图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式来说明本发明。
关于该实施方式，为了更好地理解发明的主旨而进行具体说明，只要未特别指定，则并不限定本发明。
[第1实施方式]
(静电卡盘装置)
图1是表示作为本发明的优选例的第1实施方式的静电卡盘装置的剖视图。该方式的静电卡盘装置1具备静电卡盘部2、温度调整用基部3、加热器元件4、粘接部5及聚焦环6。
静电卡盘部2具有载置板11、支承板12、静电吸附用电极(静电吸附用内部电极)13及绝缘材料层14。载置板11在上表面具有载置半导体晶圆等板状试样W的载置面。支承板12与载置板11成为一体，支承载置板11的底部侧。静电吸附用电极(静电吸附用内部电极)13设置于载置板11与支承板12之间。绝缘材料层14使静电吸附用电极13的周围绝缘。在静电卡盘部2中，将载置板状试样W的一侧的面设为第1面2a，将其相反的一侧的面设为第2面2b。
载置板11及支承板12是重合面的形状相同的圆板状的部件。载置板11及支承板12由绝缘性的陶瓷烧结体构成，该绝缘性的陶瓷烧结体具有机械强度，且具有对腐蚀性气体及其等离子体的耐久性。例如能够使用氧化铝-碳化硅(Al2O3-SiC)复合烧结体、氧化铝(Al2O3)烧结体、氮化铝(AlN)烧结体、氧化钇(Y2O3)烧结体等。
在载置板11的第1面2a上，以规定的间隔而形成有多个直径比板状试样W的厚度小的突起部11a，这些突起部11a支承板状试样W。
关于包含载置板11、支承板12、静电吸附用电极13及绝缘材料层14在内的整体厚度，即静电卡盘部2的厚度，作为一例，形成为0.7mm以上且5.0mm以下。
例如，若静电卡盘部2的厚度为0.7mm以上，则能够确保静电卡盘部2的机械强度。若静电卡盘部2的厚度为5.0mm以下，则静电卡盘部2的热容量不会变得过大，所载置的板状试样W的热响应性不会发生劣化。即，静电卡盘部2的横向的热传递减少，从而能够将板状试样W的面内温度维持为所期望的温度模式。在此所说明的各部的厚度为一例，并不被该范围所限定。
静电吸附用电极13被用作静电卡盘用电极，该静电卡盘用电极用于产生电荷而利用静电吸附力来固定板状试样W。静电吸附用电极13可根据用途来适当调整其形状或大小。
静电吸附用电极13优选由高熔点金属所形成。作为高熔点金属，能够使用氧化铝-碳化钽(Al2O3-TaC)导电性复合烧结体、氧化铝-钨(Al2O3-W)导电性复合烧结体、氧化铝-碳化硅(Al2O3-SiC)导电性复合烧结体、氮化铝-钨(AlN-W)导电性复合烧结体、氮化铝-钽(AlN-Ta)导电性复合烧结体、氧化钇-钼(Y2O3-Mo)导电性复合烧结体等导电性陶瓷或者钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)等。这些可单独使用或者组合两种以上来使用。
静电吸附用电极13的厚度能够任意选择，并无特别限定，例如能够选择0.1μm以上且100μm以下的厚度，更优选5μm以上且20μm以下的厚度。
若静电吸附用电极13的厚度为0.1μm以上，则能够确保充分的导电性。若静电吸附用电极13的厚度为100μm以下，则在静电吸附用电极13与载置板11及支承板12的接合界面，不易产生因静电吸附用电极13与载置板11及支承板12之间的热膨胀率差引起的剥离或裂痕。
这种厚度的静电吸附用电极13能够通过溅镀(sputter)法或蒸镀法等成膜法或者网版印刷法等涂布法而容易地形成。
绝缘材料层14围绕静电吸附用电极13而保护静电吸附用电极13不受腐蚀性气体及其等离子体侵蚀。并且，绝缘材料层14将载置板11与支承板12的边界部、即静电吸附用电极13以外的外周部区域接合成一体。绝缘材料层14由与构成载置板11及支承板12的材料相同的组成或者主成分相同的绝缘材料构成。
在静电吸附用电极13上，连接有用于对静电吸附用电极13施加直流电压的供电用端子15。供电用端子15被插入至贯穿孔16的内部，该贯穿孔16沿厚度方向贯穿温度调整用基部3、粘接部5、支承板12。在供电用端子15的外周侧，设有具有绝缘性的绝缘子15a。供电用端子15通过绝缘子15a与金属制的温度调整用基部3绝缘。
图中，将供电用端子15显示为一体的部件，但也可以将多个部件进行电连接而构成供电用端子15。供电用端子15被插入至热膨胀系数互不相同的温度调整用基部3及支承板12。因此，例如对于被插入至温度调整用基部3及支承板12的部分，也可以分别由不同的材料构成。
作为供电用端子15中的连接于静电吸附用电极13且被插入至支承板12的部分(导出电极)的材料，能够使用耐热性优异的导电性材料。耐热性优异的导电性材料中，优选热膨胀系数与静电吸附用电极13及支承板12的热膨胀系数近似的导电性材料。例如由Al2O3-TaC等导电性陶瓷材料构成。
供电用端子15中的被插入至温度调整用基部3的部分例如能够使用由钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)、铌(Nb)、科瓦(Kovar)合金等金属材料构成的物质。
这两个部分可利用具有柔软性与导电性的硅类的导电性粘接剂来连接。
加热器元件4对被载置于静电卡盘部2的板状试样W进行加热。加热器元件4经由粘接剂层7而粘接于静电卡盘部2的第2面2b。在加热器元件4上连接有供电用端子17。加热器元件4经由供电用端子17而被通电，由此来发热。粘接剂层7能够使用聚酰亚胺树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂等具有耐热性的薄片或者薄膜状的树脂。
加热器元件4由配置在规定的圆形区域内的带状部件构成。带状部件在规定的圆形区域内形成加热器图案。
加热器元件4的加热器图案既可仅由一个加热器所形成，也可以使用两个以上的独立的加热器来形成。
在使用两个以上的独立的加热器的情况下，优选，以依次包围配设在中心部的圆环状区域中的第1加热器的方式，在同心圆上配设其他加热器。
关于构成加热器元件4的加热器，作为一例，由厚度为0.2mm以下(优选具有0.1mm左右的恒定厚度)的非磁性金属薄板构成。作为非磁性金属薄板，例如能够使用钛(Ti)薄板、钨(W)薄板、钼(Mo)薄板等。将该非磁性金属薄板通过光刻法而加工成所期望的加热器形状，例如将使带状的加热器蜿蜒的形状的整体轮廓加工成圆环状，由此获得加热器。
在加热器元件4由多个加热器构成的情况下，设置有用于对这些各个加热器进行供电的多根供电用端子17。图1中，为了简化说明，仅描绘有一根供电用端子17。
供电用端子17以沿厚度方向局部地贯穿温度调整用基部3与粘接部5的方式而配置。供电用端子17如前所述配设于用于对加热器元件4进行供电的贯穿孔18内。在供电用端子17的外周面设有绝缘用的绝缘子17a，温度调整用基部3与供电用端子17绝缘。
构成供电用端子17的材料能够使用与之前的构成供电用端子15的材料相同的材料。
温度调整用基部3将静电卡盘部2调整为所期望的温度。温度调整用基部3与静电卡盘部2的第2面2b相对地配置。
温度调整用基部3具有载置静电卡盘部2的平坦部21与包围静电卡盘部2周围的堤部22。
在温度调整用基部3中，例如也可以在其内部形成有使制冷剂循环的流路3A。
作为构成该温度调整用基部3的材料，能够使用导热性、导电性、加工性优异的金属或者包含这些金属的复合材料。并且，优选对耐热性优异的导电性材料使用非磁性的材料。例如优选使用铝(Al)、铝合金、铜(Cu)、铜合金、非磁性的不锈钢(SUS)等。优选，对该温度调整用基部3的至少暴露于等离子体中的面实施防蚀铝处理或者形成氧化铝等绝缘膜。
并且，温度调整用基部3具有贯穿厚度方向的多个贯穿孔。该贯穿孔大致分为用于对静电吸附用电极13进行供电的贯穿孔16、用于对后述的加热器元件4进行供电的贯穿孔18、用于设置温度传感器的设置孔19及用于插入升降销(lift pin)的销插通孔20这四种。在这些贯穿孔的外周，设有用于使插入至贯穿孔内部的导电性部件与温度调整用基部3之间绝缘的绝缘子15a、绝缘子17a、绝缘子19a、绝缘子20a。
静电卡盘部2与温度调整用基部3的平坦部21之间及静电卡盘部2与温度调整用基部3的堤部22之间通过粘接部5进行粘接。
静电卡盘部2与温度调整用基部3的堤部22之间的粘接部5的上表面5a较堤部22的上表面22a及静电卡盘部2的上表面12a配置于更靠下方。
构成粘接部5的树脂会因热膨胀而引起体积变化。粘接部5的上表面5a较堤部22的上表面22a及静电卡盘部2的上表面12a配置于更靠下方，由此在热膨胀时也能够抑制构成粘接部5的树脂从由静电卡盘部2与堤部22所形成的间隙突出。
作为粘接部5的材质，能够使用硅树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂等。粘接部5无需由一种材料构成，也可以按每个区域使用不同的材料。
例如也可以如图1所示，将静电卡盘部2与平坦部21之间的区域设为第1区域51，将静电卡盘部2与堤部22之间的区域设为第2区域52，分别使用不同材料的粘接剂来形成粘接部5。
此时，优选，构成第2区域52的树脂的热膨胀率小于构成第1区域51的树脂的热膨胀率。这是因为，构成第2区域52的树脂有可能会对载置于静电卡盘部2的板状试样W的面内的均热性造成影响。
构成第1区域51及第2区域52的树脂均会在使用时因加热而膨胀。
当构成第1区域51的树脂膨胀时，静电卡盘部2与平坦部21的距离将扩大。由于伴随该膨胀的位置变化相对于板状试样W的面内方向为垂直的方向，因此不会对板状试样W的面内方向的均热性造成影响。
与此相对，当构成第2区域52的树脂膨胀时，静电卡盘部2及温度调整用基部3与树脂接触的面积将变大。由于空气与树脂的热传递率不同，因此静电卡盘部2及温度调整用基部3与树脂的接触面积的变化有时会对板状试样W外周部的温度造成影响。其结果，有可能会阻碍板状试样的外周附近的均热性。
并且，优选，第2区域52的导热率低于第1区域51的导热率。
在此，所谓第1区域51的导热率，在第1区域51由单一树脂构成的情况下，是指该树脂的导热率，在多种树脂混合存在或者含有填料等的情况下，是指构成第1区域51的物质的平均导热率。第2区域52的导热率也同样定义。
就静电卡盘装置1而言，在提高板状试样W的面内温度控制性的情况下，优选原则上提高朝向与静电卡盘装置1的板状试样W的载置面垂直的方向的热传递性，且朝向圆周方向的热传递性低。
另一方面，在提高板状试样W的面内温度均匀性的情况下，优选原则上降低朝向与静电卡盘装置1的板状试样W的载置面垂直的方向的热传递性，且朝向圆周方向的热传递性高。
若第2区域52的导热率低于第1区域51的导热率，则能够提高静电卡盘装置1的垂直方向上的热传递性，并且能够抑制温度调整用基部3中热从温度低的堤部22的流出，从而能够抑制板状试样W外周部的温度下降。并且，能够提高载置于静电卡盘装置的晶圆的温度均匀性。
并且，第2区域52在俯视观察时仅存在于板状试样W的外周部。因此，若第2区域52的导热率高，则板状试样W外周部的温度容易发生变化，板状试样W的均热性下降。
并且，优选，第2区域52的杨氏模量小于第1区域51的杨氏模量。
在此，所谓第1区域51的杨氏模量，在第1区域51由单一树脂构成的情况下，是指该树脂的杨氏模量，在多种树脂混合存在或者含有填料等的情况下，是指构成第1区域51的物质的平均杨氏模量。第2区域52的杨氏模量也同样定义。
第2区域52的杨氏模量相对较小，由此能够避免静电卡盘装置1的破损。并且，能够进一步缓和在静电卡盘部与堤部之间产生的热膨胀率差，从而能够进一步抑制在静电卡盘部与堤部之间产生缝隙等的情况。
静电卡盘部2及温度调整用基部3会因温度变化而发生体积变化。通常静电卡盘部2会因加热而膨胀，温度调整用基部3会因冷却而收缩。由于静电卡盘部2被堤部22包围，因此面内方向的位置自由度少。若第2区域52的杨氏模量小，则即便因位置自由度而无法缓和体积变化，也由树脂来作为缓冲剂发挥功能，从而能够充分应对体积变化。
具体而言，作为满足如上所述的关系的组合，例如能够考虑到如下组合：对第1区域51使用硅树脂与AlN填料的混合体，对第2区域52使用硅树脂等。
聚焦环6是包围静电卡盘部2的第1面2a(板状试样W的载置面)的周围的环状部件。聚焦环6在等离子体蚀刻等处理工序中被控制成与板状试样W相同的温度。
关于聚焦环6的材质，例如在用于氧化膜蚀刻的情况下，能够优选使用多晶硅、碳化硅等。
聚焦环6在俯视观察时横跨静电卡盘部2与堤部22而配设。图2是将本发明的第1实施方式的静电卡盘装置中的聚焦环附近放大的剖视示意图。
如图2所示，在静电卡盘部2及堤部22上配设聚焦环6，由此形成由静电卡盘部2、聚焦环6、粘接部5、堤部22所包围的空间30。
空间30的体积大于静电卡盘部2及堤部22之间的粘接部5在使用温度下的体积膨胀量。换言之，从使用温度下的静电卡盘部2及堤部22之间的粘接部5的体积减去室温下的静电卡盘部2及堤部22之间的粘接部5的体积所得的差小于空间30的体积。在此，所谓静电卡盘部2及堤部22之间的粘接部5的体积，是指由从静电卡盘部2的第2面2b延伸的面、静电卡盘部2的侧面及堤部22所包围的部分的体积。
若空间30的体积小，则如图3所示，粘接部5的一部分会因热膨胀而从由静电卡盘部2与堤部22所形成的间隙突出。突出的粘接部5的一部分会上推聚焦环6。若聚焦环6被上推，则密接的聚焦环6与静电卡盘部2的周缘部会分离，从而形成间隙31。
若形成间隙31，则在形成半导体的大规模集成电路(LSI)等时通过等离子体进行的蚀刻处理工序等中，等离子体P的一部分会经由间隙31而腐蚀粘接部5。若粘接部5的一部分被等离子体P腐蚀，则该部分的粘接力将下降，根据情况，会导致静电卡盘装置1的破损。
与此相对，若空间30为规定的体积以上，则聚焦环6不会被粘接部5上推。若聚焦环6不会被上推，则粘接部5便不会露出于等离子体环境下。因此，能够抑制粘接部5的劣化。
空间30在静电卡盘装置1的垂直方向上的高度h优选为0.1mm以上且0.7mm以下，更优选为0.2mm以上且0.3mm以下。在此，所谓空间30在静电卡盘装置1的垂直方向上的高度h，是指从静电卡盘部2的上表面12a直至粘接部5的上表面5a为止的距离。在此，所谓静电卡盘部2的上表面，是指静电卡盘部2与聚焦环6密接的面，所谓粘接部5的上表面，是指静电卡盘部2与堤部22之间的粘接部5的上表面5a。如图2所示，在因表面张力等而粘接部5的上表面5a的高度并非恒定的情况下，将从粘接部5的上表面5a的最下点朝向聚焦环6而垂下的垂线的高度设为高度h。
若空间30的高度h为0.2mm以上，则即便对粘接部5使用通常所使用的任一种树脂，也能够抑制粘接部5上推聚焦环6的情况。因此，能够避免粘接部被等离子体侵蚀。
返回至图1，在加热器元件4的下表面侧设有温度传感器60。图1的结构中，以沿厚度方向局部地贯穿温度调整用基部3的方式形成有设置孔19，在这些设置孔19的最上部、靠近加热器元件4的位置分别设置有温度传感器60。
优选，温度传感器60尽可能设置在靠近加热器元件4的位置。因此，也可以以从图1的结构进一步突出至静电卡盘部2侧的方式延伸而形成设置孔19，以使温度传感器60与加热器元件4接近。
温度传感器60是荧光发光型温度传感器：在由导热性高的材料(作为一例，为铝等)构成的长方体形状的透光体的上表面侧形成有荧光体层。温度传感器60通过具有透光性及耐热性的硅树脂类粘接剂等而粘接于加热器元件4的下表面侧。
荧光体层由对应于来自加热器的发热而产生荧光的材料构成。荧光体层只要是对应于发热而产生荧光的材料，则能够选择多种多样的荧光材料。作为一例，能够从添加了具有适合于发光的能级的稀土元素的荧光材料、AlGaAs等半导体材料、氧化镁等金属氧化物、红宝石或蓝宝石等矿物中适当选择使用。
与加热器元件4对应的温度传感器60被分别设置在不会干涉到供电用端子15、供电用端子17等的位置且加热器元件4的下表面圆周方向的任意位置。
关于根据这些温度传感器60的荧光来测定加热器的温度的温度测量部62，作为一例，如图1所示由如下部件构成：激发部63，在温度调整用基部3的设置孔19的外侧(下侧)，对荧光体层照射激发光；荧光检测器64，对从荧光体层发出的荧光进行检测；及控制部65，控制激发部63及荧光检测器64，并且根据荧光来计算加热器的温度。
而且，静电卡盘装置1具有销插通孔20，该销插通孔20以沿厚度方向从温度调整用基部3贯穿至载置板11为止的方式而设置。在该销插通孔20中设置板状试样脱离用升降销。在销插通孔20的内周部，设有筒状的绝缘子20a。
静电卡盘装置1通过使用上述结构，能够抑制粘接部5的一部分因热膨胀而上推聚焦环6的情况。其结果，能够抑制粘接部5被等离子体侵蚀而劣化。
[第2实施方式]
图4是将本发明的第2实施方式所涉及的静电卡盘装置中的聚焦环附近放大的剖视示意图。第2实施方式所涉及的静电卡盘装置101与第1实施方式所涉及的静电卡盘装置1的不同之处仅在于，由静电卡盘部2、聚焦环6、粘接部5及堤部22所包围的空间32并非封闭空间，而是一部分被开放的空间。因此，在以下的说明中，对空间的结构进行详细说明，而省略共同部位的说明。并且，在用于说明的各附图中，对于与图1～图3共同的构成要件标注相同的符号。
在静电卡盘装置101中，聚焦环6由静电卡盘部2的周缘的上表面进行支承。因此，在聚焦环6与堤部22之间形成有间隙，空间32在聚焦环6的外周侧的一部分被开放。
此时，所谓由静电卡盘部2、聚焦环6、粘接部5及堤部22所包围的空间，是指由静电卡盘部2、聚焦环6、从聚焦环6的外侧面沿垂直方向延伸的面、粘接部5及堤部22所包围的空间。
空间32的体积大于粘接部5在使用温度下的体积膨胀量。因此，粘接部5的一部分不会上推聚焦环6，而能够抑制粘接部5的劣化。
如图4所示，聚焦环6由静电卡盘部2的周缘进行支承。即，聚焦环6的底面6b与静电卡盘部2的上表面12a密接，空间32的聚焦环6的内侧端部未被开放。其结果，能够防止因等离子体处理产生的自由基从静电卡盘装置的中央侧侵入粘接部。等离子体朝向载置于静电卡盘装置的中央部的晶圆照射。因此，通过防止自由基从静电卡盘装置的中央侧侵入，能够进一步抑制粘接部被侵蚀的情况。
等离子体处理朝向在俯视观察时配置于聚焦环6内侧的板状试样W进行。因此，即使存在所产生的等离子体从聚焦环6的内侧朝向粘接部5侵入的情况，也几乎不会存在从聚焦环6的外周侧侵入的情况。即，在聚焦环6的外周侧的一部分被开放的空间32中，也能够充分抑制等离子体向粘接部5的侵入。
静电卡盘装置101通过使用上述结构，能够抑制粘接部5的一部分因热膨胀而上推聚焦环6的情况。其结果，能够抑制粘接部5被等离子体侵蚀而劣化。
[第3实施方式]
接下来，对本发明的第3实施方式进行说明，但以与第1实施方式及第2实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项则省略其说明。
(静电卡盘装置)
优选，第1区域51的热膨胀率小于第2区域52的热膨胀率。
这是因为，第1区域51对载置于静电卡盘部2的板状试样W的面内的均热性造成影响的可能性高。例如，在第1区域51由具有填料的硅树脂构成，而第2区域52由不具有填料的硅树脂构成的情况下，由于第1区域51具有热膨胀率小的填料，因此第1区域51的热膨胀率小于第2区域52的热膨胀率。
并且，第1区域51优选在内部具有填料，第2区域52优选在内部不具有填料。
填料例如被用于提高机械或热特性(导热率等)。若第1区域51在内部具有填料，则能够提高静电卡盘装置1的垂直方向上的导热性。其结果，即使在板状试样W的温度变得过高的情况下，也能够经由温度调整用基部3来有效地排热。并且，能够避免因加热器元件4导致仅板状试样W的面内方向的特定部分的温度变高等问题。由于粘接部中的第1区域不露出于外部，因此不会受到等离子体处理时产生的自由基的影响。
与此相对，若第2区域52的导热性高，则会因温度调整用基部3的堤部22而导致板状试样W的外周部的温度下降，从而导致板状试样W的面内方向的均热性下降。并且，由于第2区域52的一部分露出于外部，因此容易受到等离子体处理时产生的自由基的影响。若填料与自由基发生反应，则可能会成为颗粒的产生源。因此，通过第2区域52在内部不具有填料，能够避免等离子体处理时的晶圆的污染。
填料能够使用公知的填料。例如能够使用氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化钇(Y2O3)或这些的组合粒子等。关于填料的直径，例如能够使用约10纳米～约10微米的粒子。填料也可以占第1区域51的总体积中的约50～约70％。
以上，参照附图对本发明所涉及的优选实施方式例进行了说明，但本发明并不限定于该例。上述例中示出的各构成部件的各形状或组合等为一例，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够根据设计要求等来进行各种变更。
工业实用性
本发明能够提供耐等离子体性高的静电卡盘装置。并且，本发明能够提供面内方向上的均热性高的静电卡盘装置。
附图标记说明
W-板状试样，
1-静电卡盘装置
2-静电卡盘部
2a-第1面
2b-第2面
3-温度调整用基部
21-平坦部
22-堤部
3A-流路
4-加热器元件
5-粘接部
51-第1区域
52-第2区域
6-聚焦环
7-粘接剂层
11-载置板
11a-突起部
12-支承板
13-静电吸附用电极
14-绝缘材料层
15、17-供电用端子
15a、17a、19a、20a-绝缘子
16、18-贯穿孔
19-设置孔
20-销插通孔
30、32-空间
31-间隙
60-温度传感器
62-温度测量部
63-激发部
64-荧光检测器
65-控制部

Claims (11)

1.一种静电卡盘装置，其具备：
静电卡盘部，具有载置板状试样的载置面，且内置有静电吸附用电极；
温度调整用基部，与所述静电卡盘部的与所述载置面相反的一侧的面相对地配置；
粘接部，将所述静电卡盘部与所述温度调整用基部之间进行粘接；及
环状的聚焦环，包围所述载置面的周围，
所述温度调整用基部具有载置所述静电卡盘部的平坦部与包围所述静电卡盘部周围的堤部，
所述聚焦环在俯视观察时横跨所述静电卡盘部与所述堤部而配设，
所述粘接部将所述堤部与所述静电卡盘部的侧面之间进行粘接，
所述堤部与所述静电卡盘部之间的所述粘接部的上表面较所述静电卡盘部的上表面及所述堤部配置于更靠下方，
形成有由所述静电卡盘部、所述聚焦环、所述粘接部及所述堤部所包围的空间，
所述空间的体积大于所述粘接部在使用温度下的体积膨胀量。
2.根据权利要求1所述的静电卡盘装置，其中，
从所述静电卡盘部的上表面直至所述粘接部的上表面为止的距离为0.1mm以上且0.7mm以下。
3.根据权利要求1或2所述的静电卡盘装置，其中，
所述静电卡盘部的上表面较所述堤部的上表面配置于更靠上方，所述聚焦环由所述静电卡盘部的周缘的上表面进行支承。
4.根据权利要求1或2所述的静电卡盘装置，其中，
所述粘接部具有所述静电卡盘部与所述平坦部之间的第1区域和所述静电卡盘部及所述堤部之间的第2区域，
所述第2区域的杨氏模量小于所述第1区域的杨氏模量。
5.根据权利要求4所述的静电卡盘装置，其中，
所述第2区域的导热性低于所述第1区域的导热性。
6.一种静电卡盘装置，其具备：
静电卡盘部，具有载置板状试样的载置面，且内置有静电吸附用电极；
温度调整用基部，与所述静电卡盘部的与所述载置面相反的一侧的面相对地配置；及
粘接部，将所述静电卡盘部与所述温度调整用基部进行粘接，
所述温度调整用基部具有载置所述静电卡盘部的平坦部与包围所述静电卡盘部周围的堤部，
所述粘接部从所述静电卡盘部与所述平坦部之间延伸至所述静电卡盘部与所述堤部之间而配置，
在所述粘接部中，所述静电卡盘部与所述平坦部之间的第1区域的导热率，高于所述粘接部中的所述静电卡盘部与所述堤部之间的第2区域的导热率。
7.根据权利要求6所述的静电卡盘装置，其中，
所述粘接部的所述第1区域具有填料，所述粘接部的所述第2区域不具有填料。
8.根据权利要求6或7所述的静电卡盘装置，其中，
所述粘接部的所述第2区域的杨氏模量小于所述粘接部的所述第1区域的杨氏模量。
9.根据权利要求6或7所述的静电卡盘装置，其还具有聚焦环，配置于所述静电卡盘部及所述堤部的上方，且在所述载置面的周围沿着所述载置面的圆周方向而设置，
所述第2区域中的所述粘接部的上表面较所述静电卡盘部的上表面及所述堤部的上表面配置于更靠下方。
10.根据权利要求9所述的静电卡盘装置，其中，
所述静电卡盘部的上表面较所述堤部的上表面配置于更靠上方，
所述聚焦环是由所述静电卡盘部的周缘的上表面进行支承。
11.根据权利要求10所述的静电卡盘装置，其中，
形成有由所述静电卡盘部、所述聚焦环、所述粘接部及所述堤部所包围的空间，
所述空间的体积大于所述粘接部在使用温度下的体积膨胀量。
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