CN111108590A - 静电卡盘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，减少晶片的面内的蚀刻变得不均的情况。本发明的静电卡盘装置具备：静电卡盘部，具有载置试样的试样载置面且具有静电吸附用第1电极；冷却基部，相对于静电卡盘部载置于与试样载置面相反的一侧且冷却静电卡盘部；及粘接层，将静电卡盘部和冷却基部粘接在一起，冷却基部具有作为RF电极的第2电极的功能，在静电卡盘部与冷却基部之间具有RF电极或LC调整用第3电极，第3电极与静电卡盘部及冷却基部粘接且与冷却基部绝缘。

Description

静电卡盘装置
技术领域
本发明涉及一种静电卡盘装置。
本申请主张基于2017年9月29日于日本申请的日本专利申请2017-189720号的优先权，并将其内容援用于此。
背景技术
在半导体装置的制造中，已知一种等离子体蚀刻装置，其在能够密封的处理腔室内产生等离子体来进行半导体晶片等被处理基板的处理。在等离子体蚀刻装置中，要求晶片的面内的蚀刻速度的均匀性及蚀刻方向的均匀性。然而，在等离子体蚀刻装置中，蚀刻速度及蚀刻方向会受等离子体内的电场强度及电力线方向的影响。因此，有时等离子体蚀刻装置的晶片的面内的蚀刻速度及蚀刻方向的均匀性会降低。
在三维NAND闪存的内存孔等中，需要蚀刻绝缘层及电极层的多层膜的深孔，晶片的面内的蚀刻速度和孔的垂直性尤为重要。
在等离子体蚀刻装置中，作为用于改善晶片的面内的蚀刻速度及蚀刻方向的不均匀性的问题的技术，已知一种通过在载置基板的台上设置电极并对晶片的面内施加高频的电力来提高晶片的面内的蚀刻速度及蚀刻方向的均匀性的等离子体处理装置(参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-35266号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，在上述等离子体处理装置中，即使通过施加于偏压分布控制用电极的高频电压来局部调整加速电压，高频电流也在静电卡盘用电极内移动，在静电卡盘用电极中面内的电压梯度得到缓和，存在无法呈现充分的效果的问题。
并且，需要设置将晶片静电吸附于静电卡盘部的电极和偏压分布控制用电极，其结果静电卡盘部变厚，还存在静电卡盘部的高频透过率降低的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其提供一种能够减少晶片的面内的蚀刻变得不均的情况的静电卡盘装置。
用于解决技术课题的手段
本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的一方式为静电卡盘装置，其具备：静电卡盘部，具有载置试样的试样载置面且具有静电吸附用第1电极；冷却基部，相对于所述静电卡盘部载置于与所述试样载置面相反的一侧且冷却所述静电卡盘部；及粘接层，将所述静电卡盘部和所述冷却基部粘接在一起，所述冷却基部具有作为RF电极的第2电极的功能，在所述静电卡盘部与所述冷却基部之间具有RF电极或LC调整用第3电极，所述第3电极与所述静电卡盘部及所述冷却基部粘接且与所述冷却基部绝缘。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，所述第3电极被有机类绝缘材料包围。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，所述第3电极设置于所述试样载置面与所述冷却基部之间。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，所述第3电极通过有机材料与所述静电卡盘部粘接。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，所述第3电极由非磁性材料形成。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，所述第3电极为具有5μm以上且500μm以下的厚度的金属箔。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，在所述静电卡盘部与所述冷却基部之间具有RF电极或LC调整用第4电极，所述第4电极与所述静电卡盘部及所述冷却基部粘接且与所述冷却基部绝缘。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，所述第4电极被有机类绝缘材料包围。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，在所述试样载置面的周围的比所述试样载置面更凹陷的凹部具有设置包围所述试样载置面的周围的圆环状的结构物的结构物设置面，所述第4电极设置于所述结构物设置面与所述冷却基部之间。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，所述第4电极通过有机材料与所述静电卡盘部粘接。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，所述第4电极由非磁性材料形成。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，所述第4电极为具有5μm以上且500μm以下的厚度的金属箔。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，所述第3电极与所述第4电极的总数为1个以上。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，所述第3电极与所述第4电极之间通过绝缘性有机材料绝缘。
并且，本发明的一方式在上述中记载的静电卡盘装置中，所述第1电极的表面电阻值大于1.0Ω/□且小于1.0×1010Ω/□，所述第1电极的厚度厚于0.5μm且薄于50μm。
在此，表面电阻值的单位为Ω/□(欧姆/平方)，以下均相同。
发明效果
根据本发明，能够减少晶片的面内的蚀刻变得不均的情况。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的静电卡盘装置的一例的剖视图。
图2是表示本发明的第1实施方式的静电卡盘装置的电极的一例的俯视图。
图3是表示本发明的第1实施方式的静电卡盘装置的第1变形例的剖视图。
图4是表示本发明的第2实施方式的静电卡盘装置的一例的剖视图。
图5是表示本发明的第2实施方式的静电卡盘装置的第1变形例的剖视图。
图6是表示本发明的第2实施方式的静电卡盘装置的第2变形例的剖视图。
图7是图1的绝缘粘接层3的放大图。
图8是图4的绝缘粘接层213的放大图。
图9是图3的绝缘粘接层113的放大图。
图10是图5的绝缘粘接层313的放大图。
图11是图6的绝缘粘接层413的放大图。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，参考附图对本发明的第1实施方式进行详细说明。图1是表示本实施方式所涉及的静电卡盘装置1的一例的剖视图。图2是表示本实施方式所涉及的静电卡盘装置1的电极的一例的俯视图。静电卡盘装置1具备静电卡盘部2、绝缘粘接层3及冷却基部4。在此，将固定于静电卡盘装置1的坐标系设为三维正交坐标系X,Y,Z。在此，三维正交坐标系X,Y,Z的X轴为与水平方向平行的朝向，Z轴为铅垂方向朝上的方向。朝上的方向是指Z轴的正朝向。
静电卡盘部2、绝缘粘接层3及冷却基部4为圆柱状的形状。静电卡盘部2隔着绝缘粘接层3设置于冷却基部4上。在从上方朝下观察静电卡盘装置1时，静电卡盘部2、绝缘粘接层3及冷却基部4粘接成底面的圆的中心重合。
(静电卡盘部)
如图2所示，在从上方朝下观察静电卡盘装置1时，静电卡盘部2为圆板状。静电卡盘部2具有载置板22、晶片静电吸附用电极23及支撑板24。载置板22与支撑板24形成为一体。
载置板22具有圆板状的上表面即试样载置面21a。
试样载置面21a为在上表面上载置半导体晶片等板状试样的面。试样载置面21a上以预定的间隔形成有多个直径小于板状试样的厚度的突起部(未图示)，这些突起部支撑板状试样。
支撑板24的下表面与绝缘粘接层3接触。在此，朝下的方向是指Z轴的负朝向。
作为一例，静电卡盘部2的厚度形成为0.7mm以上且5.0mm以下。例如，若静电卡盘部2的厚度薄于0.7mm，则难以确保静电卡盘部2的机械强度。若静电卡盘部2的厚度厚于5.0mm，则静电卡盘部2的热容量增加，所载置的板状试样的热响应性劣化。另外，在此说明的各部的厚度为一例，并不限于所述范围。
载置板22及支撑板24为重叠面的形状相同的圆板状，由氧化铝-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)烧结体等具有机械强度且对腐蚀性气体及其等离子体具有耐久性的绝缘性陶瓷烧结体形成。
晶片静电吸附用电极23在静电卡盘部2的圆板的内周部设置于载置板22与支撑板24之间。如图2所示，晶片静电吸附用电极23为圆板状的电极。
晶片静电吸附用电极23作为用于产生电荷并利用静电吸附力固定板状试样的静电卡盘用电极而使用，因此可根据其用途适当调整其形状或大小。晶片静电吸附用电极23由晶片静电吸附用电极销25支撑。晶片静电吸附用电极销25设置于静电卡盘部2的圆板的外周部。晶片静电吸附用电极23经由晶片静电吸附用电极销25与后述的引出电极端子41连接。在图1中，对晶片静电吸附用电极23为单个单极结构进行了说明，但晶片静电吸附用电极23也可以为多个双极结构。关于晶片静电吸附用电极23为多个双极结构的情况，将参考图3在后面进行叙述。
晶片静电吸附用电极23优选由氧化铝-碳化钽(Al2O3-Ta4C5)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钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)等高熔点金属形成。
晶片静电吸附用电极销25例如由与晶片静电吸附用电极23相同材料的导电性陶瓷等形成。
在等离子体蚀刻装置中，蚀刻速度及蚀刻方向受静电卡盘部2的试样载置面21a上的被等离子体激发的蚀刻气体密度、电场强度及电力线方向的影响。在试样载置面21a上的电场强度及电力线方向在面上不均的情况下，蚀刻速度及蚀刻方向有可能会不均。
在试样载置面21a处，在内周部分的每单位体积的激发蚀刻气体密度小于外周部分的情况下，内周部分的蚀刻速度慢于外周部分。
此时，通过增加内周部的覆皮电压且增加离子的加速电压，能够使试样载置面21a的面内的蚀刻速度均匀。
晶片静电吸附用电极23的表面电阻值大于1.0Ω/□且小于1.0×1010Ω/□。若晶片静电吸附用电极23的表面电阻值小，则RF电流在晶片静电吸附用电极23内横向流动，晶片静电吸附用电极23内成为相同电位。
在晶片静电吸附用电极23内成为相同电位的情况下，后述的RF电极或LC调整用第3、第4电极的效果会被抑制。
该第3、第4电极为了减少静电卡盘部2的试样载置面21a上的蚀刻速度变得不均的情况而设置，但RF电流在晶片静电吸附用电极23内横向流动，因此有时会无法充分获得第3、第4电极的效果。
在静电卡盘装置1中，通过增加晶片静电吸附用电极23的表面电阻值，能够抑制电流在晶片静电吸附用电极23内横向流动。
并且，有时晶片静电吸附用电极23会导致后述的RF电极或LC调整用第3电极(试样搭载面调整电极)51a的效果下降。在静电卡盘装置1中，通过增加晶片静电吸附用电极23的表面电阻值，能够减少RF电极或LC调整用第3电极(试样搭载面调整电极)51a的效果下降的情况。
晶片静电吸附用电极23的厚度厚于0.5μm且薄于50μm。这种厚度的晶片静电吸附用电极23能够通过溅射法或沉积法等成膜法、或丝网印刷法等涂布法容易地形成。
若晶片静电吸附用电极23的厚度薄于0.1μm，则难以确保充分的导电性。若晶片静电吸附用电极23的厚度厚于100μm，则因晶片静电吸附用电极23与载置板22之间的热膨胀系数差及晶片静电吸附用电极23与支撑板24之间的热膨胀系数差而容易在晶片静电吸附用电极23与载置板22的接合界面、及晶片静电吸附用电极23与支撑板24的接合界面产生剥离或裂纹。(绝缘粘接层)
绝缘粘接层3将冷却基部4粘贴于静电卡盘部2的下表面。绝缘粘接层3从上方依次由第1绝缘粘接层31、第2绝缘粘接层32及第3绝缘粘接层33组成。
第1绝缘粘接层31、第2绝缘粘接层32及第3绝缘粘接层33由有机类绝缘材料形成。第1绝缘粘接层31、第2绝缘粘接层32及第3绝缘粘接层33可以由单一材料形成，也可以由不同的材料形成。
第1绝缘粘接层31、第2绝缘粘接层32及第3绝缘粘接层33优选由聚酰亚胺树脂、环氧树脂、有机硅树脂等具有耐热性及绝缘性的凝胶状或片状或膜状的粘接性树脂形成。
在静电卡盘部2与冷却基部4具有热膨胀差的情况下，绝缘粘接层3优选为具有橡胶弹性的材料，也可以为有机硅树脂。有机硅树脂中可以添加导热性填料。
在第1绝缘粘接层31、第2绝缘粘接层32及第3绝缘粘接层33由不同的材料形成的情况下，第1绝缘粘接层31、第2绝缘粘接层32及第3绝缘粘接层33可以由具有橡胶弹性的材料和弹性模量高的材料形成。
除粘接层以外，RF电极或LC调整用第3电极(试样搭载面调整电极)51a与冷却基部之间还可以夹设聚酰亚胺等高耐电压的片材，以提高两者的绝缘性。
第2绝缘粘接层32在绝缘粘接层3的圆板的内周部分具有RF电极或LC调整用第3电极(试样搭载面调整电极)51a。绝缘粘接层3在内部具有第3电极(试样搭载面调整电极)51a。即，第3电极(试样搭载面调整电极)51a被作为有机类绝缘材料的绝缘粘接层3包围。并且，第3电极(试样搭载面调整电极)51a将作为有机类绝缘材料的绝缘粘接层3作为粘接剂与静电卡盘部2粘接。第3电极(试样搭载面调整电极)51a通过作为有机类绝缘材料的绝缘粘接层3与冷却基部4绝缘并粘接。
第3电极(试样搭载面调整电极)51a可以在通过第3绝缘粘接层33与冷却基部4粘接的状态下粘接固化之后通过第2绝缘粘接层32及第1绝缘粘接层31与静电卡盘部2粘接。
此时，第3绝缘粘接层33作为绝缘性片材粘接剂，第2绝缘粘接层32及第1绝缘粘接层31作为挠性高于第3绝缘粘接层33的有机类粘接剂。
第3电极(试样搭载面调整电极)51a也可以在通过第1绝缘粘接层31与静电卡盘部2粘接的状态下粘接固化之后通过第2绝缘粘接层32及第3绝缘粘接层33与冷却基部4粘接。
此时，第1绝缘粘接层31作为绝缘性片材粘接剂，第2绝缘粘接层32及第3绝缘粘接层33作为挠性高于第1绝缘粘接层31的有机类粘接剂。
在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，第3电极(试样搭载面调整电极)51a通过作为有机类绝缘材料的绝缘粘接层3与冷却基部4绝缘并粘接，因此能够缓和静电卡盘部2的热膨胀系数与冷却基部4的热膨胀系数之差导致的耐久性的劣化。
并且，在静电卡盘装置1中，第3电极(试样搭载面调整电极)51a被作为有机类绝缘材料的绝缘粘接层3包围，因此能够抑制从第3电极(试样搭载面调整电极)51a侧面的放电。
第3电极(试样搭载面调整电极)51a为由非磁性材料形成的圆板状的电极。第3电极(试样搭载面调整电极)51a为具有5μm以上且500μm以下的厚度的金属箔。第3电极(试样搭载面调整电极)51a优选具有10μm以上且200μm以下的厚度。
第3电极(试样搭载面调整电极)51a优选由非磁性金属材料形成。第3电极(试样搭载面调整电极)51a优选为热膨胀系数接近于静电卡盘部2的钛(T i)或铌(Nb)等。
第3电极(试样搭载面调整电极)51a与所连接的引出电极端子43连接的部分的电流值大，因此第3电极(试样搭载面调整电极)51a与引出电极端子43优选通过焊接或钎焊等连接。通过基于焊接或钎焊等的连接，连接部分的电阻降低。并且，第3电极(试样搭载面调整电极)51a与引出电极端子43优选由相同的材料形成。
在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，第3电极(试样搭载面调整电极)51a由非磁性材料形成，因此第3电极(试样搭载面调整电极)51a中的R F电流的损失少，能够缓和第3电极(试样搭载面调整电极)51a上的电位变得不均的情况。
并且，第3电极(试样搭载面调整电极)51a为具有5μm以上且200μm以下的厚度的金属箔，这也使得在第3电极(试样搭载面调整电极)51a中，RF的损失及发热少，发挥缓和第3电极(试样搭载面调整电极)51a上的电位变得不均的情况的效果。
第1绝缘粘接层31、第2绝缘粘接层32及第3绝缘粘接层33在绝缘粘接层3的圆板的外周部分以不与第3电极(试样搭载面调整电极)51a重叠的方式具有导电性粘接层34。第1绝缘粘接层31、第2绝缘粘接层32及第3绝缘粘接层33形成为包覆导电性粘接层34的周围。导电性粘接层34将晶片静电吸附用电极销25粘贴于引出电极端子41。导电性粘接层34优选由具有挠性和耐电性的有机硅类导电性粘接剂形成。
并且，第3绝缘粘接层33在绝缘粘接层3的圆板的内周部分以与第3电极(试样搭载面调整电极)51a重叠的方式具有引出电极端子43。第3绝缘粘接层33形成为包覆引出电极端子43的周围。
(冷却基部)
冷却基部4用于将静电卡盘部2调整为所期望的温度，其为具有厚度的圆板状的部件。作为冷却基部4，例如优选为在其内部形成有使水循环的流路的水冷底座等。
冷却基部4经由包括电容器和线圈的匹配盒C9与高频电源C10连接。高频电源C10对冷却基部4施加偏置电压用RF(Radio Frequency：射频)电压。
即，冷却基部4具有作为RF电极的功能。高频电源C10通过地线C11接地。
作为构成冷却基部4的材料，只要为导热性、导电性、加工性优异的金属或包括这些金属的复合材料，则并无特别限制，例如可适当地使用铝(Al)、铝合金、铜(Cu)、铜合金、不锈钢(SUS)、钛(Ti)等。
冷却基部4的至少暴露于等离子体中的面优选被实施耐酸铝(alumite)处理或形成有氧化铝等绝缘膜。
冷却基部4具有引出电极端子41及引出电极端子43。冷却基部4形成为包覆引出电极端子41及引出电极端子43的周围。引出电极端子41及引出电极端子43分别由具有绝缘性的绝缘子42及绝缘子44包覆。引出电极端子41及引出电极端子43设置成沿Z轴方向贯穿冷却基部4。
引出电极端子41通过绝缘子42与金属制的冷却基部4绝缘。引出电极端子43通过绝缘子44与金属制的冷却基部4绝缘。
作为引出电极端子41及引出电极端子43的材料，只要为耐热性优异、具有导电性的非磁性材料，则并无特别限制。引出电极端子41的材料优选热膨胀系数近似于晶片静电吸附用电极23及支撑板24的热膨胀系数。
引出电极端子43的材料优选热膨胀系数近似于第3电极(试样搭载面调整电极)51a及绝缘粘接层3的热膨胀系数。引出电极端子41及引出电极端子43例如由钛(Ti)等金属材料形成。
第3电极(试样搭载面调整电极)51a与所连接的引出电极端子43连接的部分的电流值大，因此优选引出电极端子43由与第3电极(试样搭载面调整电极)51a相同的材料形成且通过焊接等接合。
引出电极端子43是为了对第3电极(试样搭载面调整电极)51a施加RF电压而设置的棒状的端子。引出电极端子43与第3电极(试样搭载面调整电极)51a直接连接。引出电极端子41经由未图示的高频截止滤波器与可变直流电源C1连接。可变直流电源C1通过地线C2接地。
引出电极端子43与开关SW1的控制端子连接。在开关SW1与第1端子SW11连接的情况下，引出电极端子43与LC谐振电路LC1连接。引出电极端子43经由LC谐振电路LC1通过地线C5接地。
LC谐振电路LC1具备可变电感器C3和电容器C4。可变电感器C3与电容器C4串联连接。在开关SW1与第1端子SW11连接的情况下，引出电极端子43与可变电感器C3连接。
在开关SW1与第2端子SW12连接的情况下，引出电极端子43经由匹配盒C6与高频电源C7连接。引出电极端子43经由匹配盒C6及高频电源C7通过地线C8接地。
未图示的控制电路切换开关SW1是与第1端子SW11连接还是与第2端子S W12连接。
在开关SW1与第1端子SW11连接的情况下，未图示的控制电路通过调整L C谐振电路LC1的L成分来可变地控制第3电极(试样搭载面调整电极)51a的电压的大小。
施加于冷却基部4的RF电压经由可变电感器C3及电容器C4流动，因此静电卡盘装置1能够降低从上方朝下观察冷却基部4时与第3电极(试样搭载面调整电极)51a重叠的试样载置面21a的覆皮电压。
在从上方朝下观察冷却基部4时与第3电极(试样搭载面调整电极)51a重叠的部分的RF电压下降，因此在试样载置面21a处从上方朝下观察静电卡盘部2时与第3电极(试样搭载面调整电极)51a重叠的部分的试样载置面21a的覆皮电压下降，能够减少试样载置面21a上的蚀刻速度及蚀刻方向变得不均的情况。
另外，有时晶片静电吸附用电极会导致减少试样载置面21a上的蚀刻速度及蚀刻方向变得不均的情况这一第3电极(试样搭载面调整电极)51a的效果降低，但通过在静电卡盘装置1中增加晶片静电吸附用电极23的表面电阻值，能够减少第3电极(试样搭载面调整电极)51a的效果降低的情况。
在开关SW1与第2端子SW12连接的情况下，未图示的控制电路可变地控制高频电源C7的电压的大小。
在静电卡盘装置1中，通过控制电路可变地控制高频电源C7的电压的大小及高频电源C10的相位，调整与第3电极(试样搭载面调整电极)51a重叠的部分的RF电压，由此能够控制与第3电极(试样搭载面调整电极)51a重叠的部分的试样载置面21a的覆皮电压。
匹配盒C6包括电容器和线圈。匹配盒C6为阻抗匹配器，使输入侧的高频电源C7和输出侧的第3电极(试样搭载面调整电极)51a的阻抗匹配。
另外，在本实施方式中，对高频电源C7及LC谐振电路LC1设置于静电卡盘装置1的情况进行了说明，但静电卡盘装置1也可以不具备LC谐振电路LC1。此时，引出电极端子43不经由开关SW1而与匹配盒C6连接。
在静电卡盘部2的内部设置第3电极(试样搭载面调整电极)的情况下，静电卡盘部2的结构会变复杂，静电卡盘部2的厚度有可能增加。若静电卡盘部2的厚度增加，则存在如下问题：RF电流的透过率降低，覆皮电压也下降。
在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，第3电极(试样搭载面调整电极)51a设置于作为RF电极的冷却基部4与静电卡盘部2之间的绝缘粘接层3内。
在静电卡盘装置1中，通过在作为RF电极的冷却基部4与静电卡盘部2之间的绝缘粘接层3内设置第3电极(试样搭载面调整电极)51a，与第3电极(试样搭载面调整电极)设置于静电卡盘部2的内部的情况相比，能够减小静电卡盘部2的厚度。并且，在静电卡盘装置1中，能够减小静电卡盘部2的厚度，因此施加于冷却基部4的RF电压的静电卡盘部2的透过率优异。
并且，在静电卡盘装置1中，通过在作为RF电极的冷却基部4与静电卡盘部2之间的绝缘粘接层3内设置第3电极(试样搭载面调整电极)51a，与第3电极(试样搭载面调整电极)设置于静电卡盘部2的内部的情况相比，静电卡盘部2的结构变得简单，能够容易在现有的已知的静电卡盘装置中设置静电卡盘部2。
另外，在本实施方式中，作为一例，对在绝缘粘接层3的内部设置1个第3电极(试样搭载面调整电极)51a的情况进行了说明，但也可以在绝缘粘接层3的内部设置多个第3电极(试样搭载面调整电极)。在绝缘粘接层3的内部设置有多个第3电极(试样搭载面调整电极)的情况下，多个第3电极(试样搭载面调整电极)设置成从上方朝下观察绝缘粘接层3时多个第3电极(试样搭载面调整电极)彼此不重叠。多个第3电极(试样搭载面调整电极)的形状为圆板状或环状，也可以组合圆板状或环状。
(总结)
如上所述，本实施方式所涉及的静电卡盘装置1具备静电卡盘部2、冷却基部4及粘接层(绝缘粘接层3)。
在静电卡盘部2中，具有载置试样的试样载置面21a且具有静电吸附用第1电极(晶片静电吸附用电极23)。
冷却基部4相对于静电卡盘部2载置于与试样载置面21a相反的一侧且冷却静电卡盘部2。冷却基部4具有作为RF电极的第2电极的功能。
粘接层(绝缘粘接层3)将静电卡盘部2和冷却基部4粘接在一起。
在静电卡盘装置1中，在静电卡盘部2与冷却基部4之间具有RF电极或L C调整用第3电极(试样搭载面调整电极)51a，第3电极(试样搭载面调整电极)51a与静电卡盘部2及冷却基部4粘接，与冷却基部4绝缘并粘接。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，能够调整蚀刻速度快的部分的RF电压且降低覆皮电压，因此能够减少静电卡盘部2的试样载置面上的蚀刻变得不均的情况。在本实施方式中，蚀刻变得不均是指蚀刻速度的不均匀性及蚀刻方向变得不均。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，通过在作为RF电极的冷却基部4与静电卡盘部2之间的绝缘粘接层3内设置第3电极(试样搭载面调整电极)51a，与第3电极(试样搭载面调整电极)51a设置于静电卡盘部2的内部的情况相比，能够减小静电卡盘部2的厚度。
并且，在静电卡盘装置1中，能够减小静电卡盘部2的厚度，因此施加于冷却基部4的RF电压的静电卡盘部2的透过率得到改善。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，第3电极(试样搭载面调整电极)51a被有机类绝缘材料包围。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，能够抑制从第3电极(试样搭载面调整电极)51a侧面的放电。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，第3电极(试样搭载面调整电极)51a设置于试样载置面21a与冷却基部4之间。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，与第3电极(试样搭载面调整电极)51a设置于静电卡盘部2的内部的情况相比，静电卡盘部2的结构变得简单，能够容易在现有的已知的静电卡盘装置中设置静电卡盘部2。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，第3电极(试样搭载面调整电极)51a通过有机材料与静电卡盘部2粘接。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，能够缓和静电卡盘部2的热膨胀系数与冷却基部4的热膨胀系数之差导致的耐久性的劣化。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，第3电极51a由非磁性材料形成。通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，能够减少第3电极(试样搭载面调整电极)51a中的RF电流的损失。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，第3电极(试样搭载面调整电极)51a为具有5μm以上且500μm以下的厚度的金属箔。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，第3电极(试样搭载面调整电极)51a中的RF电流的损失少，能够缓和第3电极(试样搭载面调整电极)51a上的电位变得不均的情况。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，第1电极(晶片静电吸附用电极23)的表面电阻值大于1.0Ω/□且小于1.0×1010Ω/□，第1电极(晶片静电吸附用电极23)的厚度厚于0.5μm且薄于50μm。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，能够减少第3电极(试样搭载面调整电极)51a的效果降低的情况，该效果为减少试样载置面21a上的蚀刻速度及蚀刻方向变得不均的情况。并且，在静电卡盘装置1中，能够确保充分的导电性，能够提高静电卡盘部2的坚固性。
(第1实施方式的变形例)
在此，参考图3对晶片静电吸附用电极23为多个双极结构的情况进行说明。图3是表示本实施方式所涉及的静电卡盘装置的第1变形例的剖视图。静电卡盘装置101在静电卡盘部112的内部具备晶片静电吸附用第1电极123。
晶片静电吸附用第1电极123在静电卡盘部112的内部设置于从上方朝下观察静电卡盘部112时与试样载置面21a重叠的部分的内周部。晶片静电吸附用第2电极124在静电卡盘部112的内部设置于从上方朝下观察静电卡盘部112时与试样载置面21a重叠的部分的外周部。
晶片静电吸附用第1电极123为圆板状的电极。晶片静电吸附用第1电极123经由晶片静电吸附用电极销与引出电极端子143连接。引出电极端子143及绝缘子144设置成不与引出电极端子43及绝缘子44重叠。
晶片静电吸附用第2电极124为环状的电极。晶片静电吸附用第2电极124经由晶片静电吸附用电极销与引出电极端子141连接。
(第2实施方式)
以下，参考附图对本发明的第2实施方式进行详细说明。
在上述第1实施方式中，对静电卡盘装置在静电卡盘部与冷却基部之间具有RF电极或LC调整用第3电极(试样搭载面调整电极)51a的情况进行了说明。在本实施方式中，对静电卡盘装置在结构物设置面与冷却基部之间具有静电吸附用电极的情况进行说明。
将本实施方式所涉及的静电卡盘装置示为静电卡盘装置201。
图4是表示本实施方式所涉及的静电卡盘装置201的一例的剖视图。静电卡盘装置201具备静电卡盘部212、绝缘粘接层213及冷却基部214。
比较本实施方式所涉及的静电卡盘装置201(图4)和第1实施方式所涉及的静电卡盘装置1(图1)时，本实施方式所涉及的静电卡盘装置201(图4)具有结构物设置面21b。
并且，本实施方式所涉及的静电卡盘装置201(图4)可以在静电卡盘部212与冷却基部214之间的绝缘粘接层213内具备RF电极或LC调整用第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b。该第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b调整结构物设置面21b上的覆皮电压。
并且，也可以在静电卡盘部212内或静电卡盘部212与冷却基部214之间的绝缘粘接层213内具备结构物的静电吸附用电极。另外，关于结构物的静电吸附用电极设置于静电卡盘部212内的情况及结构物的静电吸附用电极设置于绝缘粘接层213内的情况，将参考图5及图6在后面进行叙述。
在此，其他构成要件所持的功能与第1实施方式相同。在第2实施方式中，省略与第1实施方式相同的功能的说明，并以不同于第1实施方式的部分为中心进行说明。
静电卡盘部212在上表面具有试样载置面21a和结构物设置面21b。试样载置面21a为静电卡盘部212的圆板的内周部分的上表面。
结构物设置面21b为静电卡盘部212的圆板的外周部分的上表面。结构物设置面21b设置于比试样载置面21a更凹陷的凹部。结构物设置面21b为载置聚焦环的面。即，静电卡盘部212在试样载置面21a的周围的比试样载置面21a更凹陷的凹部具有设置包围试样载置面21a的周围的圆环状的结构物即聚焦环的结构物设置面21b。
静电卡盘部212具有结构物设置面21b，因此比第1实施方式所涉及的静电卡盘装置1的静电卡盘部2(图1)厚结构物设置面21b的厚度。晶片静电吸附用电极销225长于第1实施方式所涉及的静电卡盘装置1的晶片静电吸附用电极销25(图1)。
聚焦环(未图示)例如将具有与载置于试样载置面21a的晶片等同的导电性的材料作为形成材料。通过在晶片的周缘部配置聚焦环，能够使针对等离子体的电环境与试样载置面21a大致一致，因此能够减少静电卡盘部212的试样载置面21a上的蚀刻速度在中央部与周缘部之间变得不均的情况。
绝缘粘接层213将冷却基部214粘贴于静电卡盘部212的下表面。绝缘粘接层213由第1绝缘粘接层2131、第2绝缘粘接层2132、第3绝缘粘接层2133及第4绝缘粘接层2135组成。第2绝缘粘接层2132和第4绝缘粘接层2135设置于第3绝缘粘接层2133上。第1绝缘粘接层2131、第2绝缘粘接层2132、第3绝缘粘接层2133及第4绝缘粘接层2135由有机类绝缘材料形成。第1绝缘粘接层2131、第2绝缘粘接层2132、第3绝缘粘接层2133及第4绝缘粘接层2135可以由单一材料形成，也可以由不同的材料形成。
静电卡盘部212具有结构物设置面21b，因此圆柱状的绝缘粘接层213的底面的圆的直径大于第1实施方式所涉及的静电卡盘装置1的绝缘粘接层3(图1)。
绝缘粘接层213在绝缘粘接层213的圆板的外周部分的内部具有RF电极或LC调整用第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b。RF电极或LC调整用第3电极(试样搭载面调整电极)51a、第4绝缘粘接层2135、第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b及第2绝缘粘接层2132以RF电极或LC调整用第3电极(试样搭载面调整电极)51a、第4绝缘粘接层2135、第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b、第2绝缘粘接层2132的顺序从内周部向外周部设置于绝缘粘接层213的圆板内。
第2绝缘粘接层2132和第4绝缘粘接层2135通过第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b隔开。
绝缘粘接层213横跨从上方朝下观察静电卡盘部212时与结构物设置面21b重叠的部分和从上方朝下观察静电卡盘部212时与试样载置面21a重叠而不与晶片静电吸附用电极23重叠的部分具有第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b。
第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b为调整晶片外周部及聚焦环部的覆皮电压的电极，与后述的引出电极端子45直接连接。
静电卡盘装置201在结构物设置面21b与冷却基部214之间具有第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b。
除引出电极端子41及引出电极端子43以外，冷却基部214还具有引出电极端子45。冷却基部214形成为包覆引出电极端子45的周围。
引出电极端子45由具有绝缘性的绝缘子46包覆。绝缘子46设置成沿Z轴方向贯穿冷却基部214。
引出电极端子45通过绝缘子46与金属制的冷却基部214绝缘。
作为引出电极端子45的材料，只要为耐热性优异的导电性材料，则并无限制。
引出电极端子45的材料优选热膨胀系数近似于第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b及绝缘粘接层213的热膨胀系数。引出电极端子45例如由钛(Ti)等金属材料形成。
引出电极端子45是为了对第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b施加RF电压而设置的棒状的端子。引出电极端子45与第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b直接连接。引出电极端子45与开关SW2的控制端子连接。
在开关SW2与第1端子SW21连接的情况下，引出电极端子45与LC谐振电路LC2连接。引出电极端子45经由LC谐振电路LC2通过地线C17接地。LC谐振电路LC2具备可变电感器C15和电容器C16。可变电感器C15与电容器C16串联连接。
在开关SW2与第1端子SW21连接的情况下，引出电极端子45与可变电感器C15连接。
在开关SW2与第2端子SW22连接的情况下，引出电极端子45经由匹配盒C12与高频电源C13连接。引出电极端子45经由匹配盒C12及高频电源C13通过地线C14接地。
未图示的控制电路切换开关SW2是与第1端子SW21连接还是与第2端子S W22连接。
在开关SW2与第1端子SW21连接的情况下，未图示的控制电路通过调整L C谐振电路LC2的L成分来可变地控制第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b的电压的大小。
在从上方朝下观察冷却基部214时与第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b重叠的部分的RF加速电压下降，因此在第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b处从上方朝下观察静电卡盘部212时与第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b重叠的部分的上方的覆皮电压下降，能够减少第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b上的蚀刻速度及蚀刻方向变得不均的情况。
在开关SW2与第2端子SW22连接的情况下，未图示的控制电路可变地控制高频电源C13的电压的大小。
在静电卡盘装置201中，通过控制电路可变地控制高频电源C13的电压的大小，控制与高频电源C10连接的冷却基部4的加速电压。
匹配盒C12包括电容器和线圈。匹配盒C12为阻抗匹配器，使输入侧的高频电源C13和输出侧的第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b的阻抗匹配。
另外，在本实施方式中，对高频电源C13及LC谐振电路LC2设置于静电卡盘装置201的情况进行了说明，但静电卡盘装置201也可以不具备LC谐振电路LC2。此时，引出电极端子45不经由开关SW2而与匹配盒C12连接。
在静电卡盘装置201中，设置有第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b，因此能够调整从上方朝下观察静电卡盘部212时试样载置面21a及结构物设置面21b与第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b重叠的部分的FR电压。
在静电卡盘装置201中，能够调整从上方朝下观察静电卡盘部212时试样载置面21a及结构物设置面21b与第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b重叠的部分的结构物设置面21b的覆皮电压的强度及覆皮电压的方向。
如上所述，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，在静电卡盘部212与冷却基部214之间具有RF电极或LC调整用第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b，第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b与静电卡盘部212及所述冷却基部214粘接，与冷却基部214绝缘。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，能够调整与第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b重叠的部分的结构物设置面21b的覆皮电压。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b被有机类绝缘材料包围。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1中，能够抑制从第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b侧面的放电。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，在试样载置面21a的周围的比试样载置面21a更凹陷的凹部具有设置包围试样载置面21a的周围的圆环状的结构物的结构物设置面21b，第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b设置于结构物设置面21b与冷却基部214之间。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，能够调整静电卡盘部212的外周部的结构物设置面21b的覆皮电压的强度及方向。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b通过有机材料与静电卡盘部212粘接。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，能够缓和静电卡盘部212的热膨胀系数与冷却基部214的热膨胀系数之差导致的耐久性的劣化。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b由非磁性材料形成。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，能够减少第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b中的RF电流的损失。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b为具有5μm以上且500μm以下的厚度的金属箔。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b中的RF电流的损失少，能够缓和第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b上的电位变得不均的情况。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，第3电极(试样搭载面调整电极)51a和第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b的总数为1个以上。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，与第3电极(试样搭载面调整电极)51a和第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b为1个的情况相比，能够更精细地调整蚀刻速度快的部分的覆皮电压而减少静电卡盘部212的试样载置面21a及结构物设置面21b上的蚀刻变得不均的情况。
并且，通过调整施加于多个第3RF电极及多个第4电极61b的RF电压的相位，除覆皮电压的强度以外，还能够调整覆皮电压的方向。
并且，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，第3电极(试样搭载面调整电极)51a与第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b之间通过绝缘性有机材料绝缘。
通过该结构，在本实施方式所涉及的静电卡盘装置201中，能够抑制从第3电极(试样搭载面调整电极)51a及第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b侧面的放电。
(第2实施方式的变形例1)
在此，参考图5对结构物的静电吸附用电极设置于静电卡盘部内的情况进行说明。图5是表示本实施方式所涉及的静电卡盘装置的第1变形例的剖视图。静电卡盘装置301在静电卡盘部312的内部具备FR静电吸附用电极323。
FR静电吸附用电极323在静电卡盘部312的内部设置于从上方朝下观察静电卡盘部312时与结构物设置面21b重叠的部分。FR静电吸附用电极323为环状的电极。
FR静电吸附用电极323经由引出电极端子341与可变直流电源C31连接。FR静电吸附用电极323吸附载置于结构物设置面21b上的未图示的聚焦环。
(第2实施方式的变形例2)
在此，参考图6对结构物的静电吸附用电极设置于绝缘粘接层内的情况进行说明。图6是表示本实施方式所涉及的静电卡盘装置的第2变形例的剖视图。
静电卡盘装置401在将静电卡盘部412和冷却底座414粘接在一起的粘接层413内具备FR静电吸附用电极423。
FR静电吸附用电极423在粘接层413内设置于从上方朝下观察静电卡盘部412时与结构物设置面21b重叠的部分。在从上方朝下观察静电卡盘部412时，FR静电吸附用电极423具有与第4电极(FR部表面电位调整用电极)61b重叠的部分。FR静电吸附用电极423为环状的电极。
FR静电吸附用电极423(图6)与如FR静电吸附用电极323(图5)那样设置于静电卡盘部412的内部的情况相比，静电卡盘部412的结构变得简单，能够容易在现有的已知的静电卡盘装置中设置静电卡盘部412。
以上，参考附图对本发明的一实施方式进行了详细说明，但具体结构并不限于上述结构，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种设计变更等。
标号说明
1、101、201-静电卡盘装置，2、212-静电卡盘部，3、213-绝缘粘接层，31、2131-第1绝缘粘接层，32、2132-第2绝缘粘接层，33、2133-第3绝缘粘接层，2135-第4绝缘粘接层，4、214-冷却基部，21a-试样载置面，21b-结构物设置面，22-载置板，23-晶片静电吸附用电极，123-晶片静电吸附用第1电极，124-晶片静电吸附用第2电极，24-支撑板，25、225-晶片静电吸附用电极销，34-导电性粘接层，41、43、45-引出电极端子，42、44、46-绝缘子，51a-RF电极或LC调整用第3电极(试样搭载面调整电极)，61b-RF电极或LC调整用第4电极(FR部表面电位调整用电极)，C1-可变直流电源，C2、C5、C8、C11-地线，C3-可变电感器，C4-电容器，C6、C9、C12-匹配盒，C7、C10、C13-高频电源，LC1-LC谐振电路，SW1-开关，SW11-第1端子，SW12-第2端子。

Claims (15)

1.一种静电卡盘装置，其具备：
静电卡盘部，具有载置试样的试样载置面且具有静电吸附用第1电极；
冷却基部，相对于所述静电卡盘部载置于与所述试样载置面相反的一侧且冷却所述静电卡盘部；及
粘接层，将所述静电卡盘部和所述冷却基部粘接在一起，
所述冷却基部具有作为RF电极的第2电极的功能，
在所述静电卡盘部与所述冷却基部之间具有RF电极或LC调整用第3电极，所述第3电极与所述静电卡盘部及所述冷却基部粘接且与所述冷却基部绝缘。
2.根据权利要求1所述的静电卡盘装置，其中，
所述第3电极被有机类绝缘材料包围。
3.根据权利要求1或2所述的静电卡盘装置，其中，
所述第3电极设置于所述试样载置面与所述冷却基部之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的静电卡盘装置，其中，
所述第3电极通过有机材料与所述静电卡盘部粘接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的静电卡盘装置，其中，
所述第3电极由非磁性材料形成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的静电卡盘装置，其中，
所述第3电极为具有5μm以上且500μm以下的厚度的金属箔。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的静电卡盘装置，其在所述静电卡盘部与所述冷却基部之间具有RF电极或LC调整用第4电极，所述第4电极与所述静电卡盘部及所述冷却基部粘接且与所述冷却基部绝缘。
8.根据权利要求7所述的静电卡盘装置，其中，
所述第4电极被有机类绝缘材料包围。
9.根据权利要求7或8所述的静电卡盘装置，其在所述试样载置面的周围的比所述试样载置面更凹陷的凹部具有设置包围所述试样载置面的周围的圆环状的结构物的结构物设置面，所述第4电极设置于所述结构物设置面与所述冷却基部之间。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的静电卡盘装置，其中，
所述第4电极通过有机材料与所述静电卡盘部粘接。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的静电卡盘装置，其中，
所述第4电极由非磁性材料形成。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的静电卡盘装置，其中，
所述第4电极为具有5μm以上且500μm以下的厚度的金属箔。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的静电卡盘装置，其中，
所述第3电极和所述第4电极的总数为1个以上。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的静电卡盘装置，其中，
所述第3电极与所述第4电极之间通过绝缘性有机材料绝缘。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的静电卡盘装置，其中，
所述第1电极的表面电阻值大于1.0Ω/□且小于1.0×1010Ω/□，所述第1电极的厚度厚于0.5μm且薄于50μm。
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