CN115552589A - 静电吸盘装置 - Google Patents

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Abstract

一种静电吸盘装置，其具备：静电吸盘板，具有电介质基板和位于电介质基板的内部的吸附电极，该电介质基板具有载置晶片的载置面；金属基台，从与载置面相反的背面侧支承静电吸盘板；及聚焦环，设置于静电吸盘板的外周部，并围绕载置面。静电吸盘板在与载置面相同的一侧的面具有与聚焦环吸附的环吸附区域，并且在与载置面相反的一侧的背面具有与金属基台吸附的基台吸附区域。

Description

静电吸盘装置
技术领域
本发明涉及一种静电吸盘装置。
本申请根据2020年6月29日在日本申请的日本特愿2020-111804号主张优先权，在此援用其内容。
背景技术
作为支承半导体晶片的静电吸盘装置，例如如专利文献1中所记载，已知有在金属制的晶片承载盘(susceptor)上设置有能够吸附聚焦环的静电吸盘的结构。在晶片承载盘上连接有等离子体生成用的电力供给装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-134375号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
随着半导体制造装置中的晶片处理温度的上升，要求能够进行高温处理的静电吸盘装置。具体而言，对在高温下的晶片处理中使用的静电吸盘装置要求能够承受因各部的热膨胀率差而产生的热应力的可靠性。但是，在以往的静电吸盘装置中，存在装置的粘接部位因热应力而剥离等问题。
本发明的目的在于提供一种高温使用时的可靠性优异的晶片支承装置。
用于解决技术课题的手段
根据本发明的第一方式，提供一种静电吸盘装置，其具备：静电吸盘板，具有电介质基板和位于所述电介质基板的内部的吸附电极，该电介质基板具有载置晶片的载置面；金属基台，从与所述载置面相反的背面侧支承所述静电吸盘板；及聚焦环，设置于所述静电吸盘板的外周部，并围绕所述载置面。所述静电吸盘板在与所述载置面相同的一侧的面具有与所述聚焦环吸附的环吸附区域，并且在位于与所述载置面相反的一侧的背面具有与所述金属基台吸附的基台吸附区域。
本发明的第一方式的静电吸盘装置优选包含以下叙述的特征。还优选将以下的特征根据需要组合两个以上。
可以设为如下结构：所述静电吸盘板的所述基台吸附区域及所述金属基台的与所述基台吸附区域对置的面中的任一方或双方具有沿静电吸盘板的平面方向分布的多个突起部。
可以设为如下结构：所述多个突起部的分布密度在所述基台吸附区域中俯视时与所述载置面重叠的区域和俯视时与所述环吸附区域重叠的区域中彼此不同。
可以设为如下结构：所述吸附电极具有：第1电极部，位于所述电介质基板的所述载置面侧的表层部；第2电极部，位于所述电介质基板的所述金属基台侧的表层部；及连接销，在所述电介质基板的内部将所述第1电极部与所述第2电极部进行连接。
可以设为如下结构：所述吸附电极具有第3电极部，该第3电极部位于比所述第1电极部更靠外周侧的位置且位于所述环吸附区域的表层部。
可以设为如下结构：所述静电吸盘板在所述载置面与所述环吸附区域之间具有高低差，在所述环吸附区域的与所述聚焦环对置的面位于比所述载置面靠近所述金属基台的位置。
可以设为如下结构：所述静电吸盘板在俯视时的所述背面的中央部具有固着于所述金属基台的基台固着部，所述基台吸附区域包围所述基台固着部而配置。
发明效果
根据本发明的一个方式，提供一种高温使用时的可靠性优异的静电吸盘装置。
附图说明
图1是表示具备实施方式的静电吸盘装置的等离子体处理装置的优选例的概略剖视图。
图2是静电吸盘板的概略俯视图。
图3A是变形例的静电吸盘板10的外周部的局部概略剖视图。
图3B是表示在第1实施方式的静电吸盘板10中聚焦环5损耗的状态的局部概略剖视图。
图4是表示具备第2实施方式的静电吸盘装置201的等离子体处理装置的优选例的概略剖视图。
图5是表示具备第3实施方式的静电吸盘装置301的等离子体处理装置的优选例的概略剖视图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的静电吸盘装置的各实施方式的优选例进行说明。另外，在以下的所有附图中，为了使附图容易看清，有时适当不同地显示各构成要件的尺寸或比率等。在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以对数量、位置、尺寸或部件等进行省略、追加、变更、替换、更换、其他变更。
(第1实施方式)
图1是具备本实施方式的静电吸盘装置的等离子体处理装置的概略剖视图。图2是静电吸盘板的俯视图。
等离子体处理装置100具备真空容器101和固定于真空容器101的内部的静电吸盘装置1。真空容器101具有底壁102、从底壁102的外周端向上侧延伸的筒状的侧壁103及固定于侧壁103的上端并与底壁102在上下方向上对置的顶壁104。
在真空容器101的内部空间的底部固定有静电吸盘装置1。静电吸盘装置1固定于底壁102的内侧面(图示上表面)。本实施方式的静电吸盘装置1以载置晶片W的载置面2a朝向上侧的状态配置于真空容器101内。静电吸盘装置1的配置方式为一例，也可以为其他配置方式。
真空容器101的底壁102具有沿厚度方向贯穿底壁102的开口部102a和排气口102b。静电吸盘装置1从真空容器101的内侧(图示上侧)封闭开口部102a。排气口102b位于静电吸盘装置1的侧方。未图示的真空泵连接于排气口102b。
静电吸盘装置1具备吸附并支承晶片W的静电吸盘板10和支承静电吸盘板10的金属基台11。在静电吸盘板10的上表面的外周部配置有俯视时围绕载置面2a(晶片W)的聚焦环5。
静电吸盘板10具备具有载置晶片W的载置面2a的电介质基板2和位于电介质基板2的内部的吸附电极6。
电介质基板2俯视时为圆形状。电介质基板2由复合烧结体构成，该复合烧结体具有机械强度且具有针对腐蚀性气体及其等离子体的耐久性。作为构成电介质基板2的电介质材料，优选使用具有机械强度而且具有针对腐蚀性气体及其等离子体的耐久性的陶瓷。作为构成电介质基板2的陶瓷，例如优选使用氧化铝(Al2O3)烧结体、氮化铝(AlN)烧结体、氧化铝(Al2O3)-碳化硅(SiC)复合烧结体等。
电介质基板2的上表面为载置晶片W的载置面2a。在载置面2a上以规定的间隔形成有多个突起部21。多个突起部21分别具有比晶片W的厚度小的直径。载置面2a的多个突起部21支承晶片W。突起部的形状可以任意选择，例如可以举出圆柱形等。
静电吸盘板10在电介质基板2的载置面2a的径向外侧具有环吸附区域2d。在本实施方式的情况下，环吸附区域2d的上表面在图示上下方向上位于比载置面2a低的位置。聚焦环5配置于环吸附区域2d上。如图1所示，配置于环吸附区域2d的聚焦环5的外周部比电介质基板2向径向外侧更突出。从电介质基板2向外侧突出的聚焦环5的外周部配置于后述的侧面罩4的缺口部4b内。聚焦环5的上表面的高度位置(上下方向位置)与载置于载置面2a的晶片W的上表面的高度位置大致一致。
聚焦环5例如将具有与载置于载置面2a的晶片W相同导电性的材料作为形成材料。具体而言，可以将硅、碳化硅、石英、氧化铝等用作聚焦环5的构成材料。通过配置聚焦环5，在晶片W的周缘部，能够使针对等离子体的电环境与晶片W大致一致。由此，在晶片W的中央部和周缘部不易产生等离子体处理的差异或不均匀。
吸附电极6位于电介质基板2的内部。吸附电极6具有位于电介质基板2的载置面2a侧的表层部的两个第1电极部61、位于电介质基板2的金属基台11侧的表层部的两个第2电极部62及在电介质基板2的内部将第1电极部61与第2电极部62进行连接的多个连接销63。另外，表层部可以是指接近表面的位置，也可以不露出于表面。
如图2所示，两个第1电极部61俯视时分别为半圆状。两个第1电极部61在电介质基板2的平面方向上排列。两个第1电极部61以直线状的边缘彼此对置的方式配置，构成整体上呈圆形状的双极型电极。两个第1电极部61配置于俯视时与载置面2a重叠的区域。
两个第2电极部62俯视时分别为半圆状。两个第2电极部62在电介质基板2的平面方向上排列。两个第2电极部62以直线状的边缘彼此对置的方式配置，构成整体上呈圆形状的双极型电极。第2电极部62的平面面积大于第1电极部61的平面面积。第2电极部62俯视时扩展至第1电极部61的径向外侧。两个第2电极部62配置于俯视时与载置面2a及环吸附区域2d重叠的区域。
连接销63位于在上下方向上对置的第1电极部61与第2电极部62之间。连接销63的上端连接于第1电极部61的下表面。连接销63的下端连接于第2电极部62的上表面。如图2所示，静电吸盘板10具有18根连接销63。连接销63的根数不受特别限定，可以根据吸附电极6的平面面积等适当配置。当向吸附电极6输入高频电力时，高频电流容易沿着电极的外周部流动，因此可以将多个连接销63仅配置于吸附电极6的外周部。
静电吸盘板10具有沿上下方向贯穿电介质基板2的气孔2e。第1电极部61及第2电极部62在与气孔2e对应的位置具有贯穿孔，第1电极部61或第2电极部62不会露出于气孔2e的内壁面。气孔2e可以设置于两个部位以上。
电介质基板2的背面2b与金属基台11的上表面在上下方向上对置。在本实施方式的情况下，静电吸盘板10能够通过向吸附电极6的通电而吸附于金属基台11。在本实施方式中，电介质基板2的背面2b的大致整体为吸附于金属基台11的基台吸附区域2f。在电介质基板2的背面2b上以规定的间隔形成有多个突起部22。多个突起部22分别具有比晶片W的厚度小的直径。背面2b的多个突起部22在金属基台11与电介质基板2之间形成狭窄的空间。突起部的形状可以任意选择，例如可以为圆柱形、包括三棱柱等的多棱柱、长方体、立方体等。
金属基台11为俯视时呈圆板状的金属部件。金属基台11例如由铝合金等构成。金属基台11从背面2b侧支承静电吸盘板10。金属基台11从下侧被支承于从金属基台11的背面外周部向下侧延伸的筒状的支承部件3上。在静电吸盘板10、金属基台11及支承部件3的径向外侧配置有围绕它们的筒状的侧面罩4。
金属基台11具有遍布于内部的加热元件9。加热元件9和金属基台11彼此绝缘。省略图示的加热器用电源装置连接于加热元件9。加热元件9可以设置于金属基台11的外部。加热元件9也可以配置于静电吸盘板10的内部。加热元件9也可以配置于静电吸盘板10与金属基台11之间。
金属基台11具有两个供电端子13a、13b。如图1所示，供电端子13a设置于金属基台11的端子设置孔11a内。供电端子13b设置于端子设置孔11b内。端子设置孔11a、11b为沿上下方向贯穿金属基台11的贯穿孔。
供电端子13a具有固定于端子设置孔11a的内壁上端部的圆筒状的绝缘管14、在绝缘管14内设置成能够上下移动的柱塞15、对柱塞15赋予朝上的弹力的螺旋弹簧16及封闭绝缘管14的下侧的开口并从下侧支承螺旋弹簧16的接收板17。供电端子13b具有与供电端子13a相同的结构。
绝缘管14具有与金属基台11的厚度大致相同的长度。绝缘管14使供电端子13a、13b的导电部件与金属基台11之间绝缘。绝缘管14例如由氧化铝等构成。
柱塞15为沿上下方向延伸的棒状的导电端子。柱塞15例如由钨、不锈钢、镍等构成。柱塞15具有沿水平方向扩展的圆板状的凸缘。
螺旋弹簧16为金属制的弹簧体。螺旋弹簧16例如由不锈钢、铬镍铁耐热合金(Inconel)等构成。从螺旋弹簧16的上侧的端部插入柱塞15。螺旋弹簧16的上端与柱塞15的凸缘下表面接触。
接收板17为圆形的金属板。接收板17例如由科瓦铁镍钴合金(Kovar)、钨等构成。接收板17固定于绝缘管14。螺旋弹簧16被柱塞15的凸缘和接收板17在上下方向上夹持。
供电端子13a及13b的柱塞15各自的上端部从金属基台11的上表面向上侧突出。若静电吸盘板10载置于金属基台11的上表面，则柱塞15的上端部被静电吸盘板10的背面2b向下侧压入。通过柱塞15被螺旋弹簧16向上侧按压，柱塞15与静电吸盘板10的接触状态得以维持。
静电吸盘板10在与两根柱塞15的接触位置分别具有电极端子64。电极端子64分别从两个第2电极部62的下表面向下侧延伸并露出于电介质基板2的背面2b。通过柱塞15与电极端子64的接触，供电端子13a与其中一个第2电极部62电连接，供电端子13b与另一个第2电极部62电连接。
供电端子13a、13b在接收板17上连接于电源装置110。因此，电源装置110和第2电极部62(吸附电极6)经由供电端子13a、13b电连接。
如图1所示，电源装置110具备等离子体激发用的高频电源111、匹配器112、静电吸附用的直流电源113及多个电阻114～118。
等离子体激发用的高频电源111经由匹配器112电连接于从金属基台11的下表面向下侧延伸的主供电棒8。主供电棒8例如为由铝、铜、不锈钢等构成的金属制的棒状部件。主供电棒8的上端固定于金属基台11的下表面。从高频电源111输出的高频电力经由主供电棒8供给到金属基台11。
静电吸附用的直流电源113经由电阻114连接于供电端子13a的接收板17。直流电源113经由电阻115连接于供电端子13b的接收板17。直流电源113的电压经由供电端子13a、13b施加于两个第2电极部62。直流电源113的电压还施加于经由连接销63与第2电极部62连接的第1电极部61。
在本实施方式的情况下，直流电源113的负极端子经由电阻116连接于匹配器112的输出端子。并且，直流电源113的正极端子经由电阻117连接于匹配器112的输出端子。此外，匹配器112的输出端子经由电阻118接地连接。通过该结构，能够对双极型的吸附电极6以接地基准形成正负极。
金属基台11具有沿上下方向贯穿金属基台11的贯穿孔11c。气体供给管18连接于贯穿孔11c的下侧的开口部。气体供给管18的与贯穿孔11c相反的一侧的端部连接于未图示的气体供给源。气体供给管18例如为由氧化铝等绝缘材料构成的管件。
贯穿孔11c的上侧的开口部在电介质基板2与金属基台11之间的空间开口。在本实施方式的情况下，贯穿孔11c配置于俯视时与电介质基板2的气孔2e重叠的位置。俯视时，贯穿孔11c的位置与气孔2e的位置可以彼此偏移。贯穿孔11c的内部的空间和电介质基板2与金属基台11之间的空间相连，进而，经由气孔2e而和载置面2a与晶片W之间的空间相连。从气体供给源通过气体供给管18供给的冷却气体通过贯穿孔11c及气孔2e供给到电介质基板2的上下表面的空间。
支承部件3为从金属基台11的下表面的外周端朝向底壁102延伸的圆筒状。支承部件3为由氧化铝等绝缘材料构成的部件。支承部件3的下端部固定于底壁102的上表面。支承部件3沿着底壁102的开口部102a的周缘而配置。支承部件3与底壁102之间例如由O型圈等气密地密封。
支承部件3的内侧的空间经由底壁102的开口部102a与真空容器101的外侧的空间相连。电介质基板2的背面2b露出于支承部件3的内侧的空间。作业人员能够通过底壁102的开口部102a接近电介质基板2的背面2b。
侧面罩4为沿上下方向延伸的圆筒状的部件。侧面罩4覆盖在支承部件3的外侧。在本实施方式的情况下，侧面罩4与电介质基板2的侧端面2c及支承部件3的外周面3b在径向上对置。侧面罩4保护电介质基板2的侧端面2c及支承部件3的外周面3b免受等离子体的影响。侧面罩4例如由氧化铝、石英等构成。侧面罩4的材质只要为具有所需的耐等离子体性的材料，则不受特别限定。静电吸盘装置1也可以设为不具备侧面罩4的结构。
侧面罩4的上端部4a位于电介质基板2的侧方。侧面罩4在上端部4a的内周侧的角部具有沿着内周缘延伸的缺口部4b。聚焦环5的外周部配置于缺口部4b的内侧。侧面罩4的上侧的端面4c的高度位置(图示上下方向的位置)与聚焦环5的上表面的高度位置及晶片W的上表面的高度位置大致一致。
具备以上的结构的静电吸盘装置1通过从电源装置110的直流电源113向双极型的吸附电极6施加直流电压而在晶片W、聚焦环5及金属基台11与吸附电极6之间产生静电力。由此，晶片W被吸附于静电吸盘板10的载置面2a，且聚焦环5被吸附于环吸附区域2d。并且，静电吸盘板10的背面2b被吸附于金属基台11的上表面。
即，本实施方式的静电吸盘板10为吸附于晶片W和金属基台11双方的双面吸附型的静电吸盘板。而且，静电吸盘板10在与载置面2a相同的一侧的面具有与聚焦环5吸附的环吸附区域2d，并且在与载置面2a相反的一侧的背面2b具有与金属基台11吸附的基台吸附区域2f。
根据该结构，通过设为不向吸附电极6施加电压的状态，能够将静电吸盘板10维持为能够相对于金属基台11移动的状态。由此，在本实施方式中，在晶片W的等离子体处理时，直至晶片W达到处理温度为止，能够使静电吸盘板10成为未吸附于金属基台11的状态，在晶片W达到处理温度之后，使静电吸盘板10成为吸附状态，来实施等离子体处理。
根据上述的等离子体处理方法，即使随着温度上升而静电吸盘板10及金属基台11分别发生膨胀，由于静电吸盘板10能够在金属基台11上移动，因此应力也不会施加于静电吸盘板10与金属基台11的接触部。因此，根据本实施方式，在晶片W的高温处理中可得到优异的可靠性。
并且，在本实施方式中，由于是在静电吸盘板10上载置聚焦环5的结构，因此在非吸附状态下，聚焦环5与静电吸盘板10一同相对于金属基台11进行移动。因此，即使静电吸盘板10相对于金属基台11进行了移动，聚焦环5与晶片W的位置关系发生变动的情况也少。通过将晶片W和聚焦环5配置于适当的位置，能够抑制晶片W的外周部的等离子体的不均匀。
在本实施方式中，静电吸盘板10在载置面2a与环吸附区域2d之间具有高低差。环吸附区域2d的与聚焦环5对置的面位于比载置面2a更靠金属基台11侧的位置。根据该结构，当使用比晶片W厚的聚焦环5时，容易消除晶片W的上表面与聚焦环5的上表面的高低差，能够抑制晶片W的外周部的等离子体的不均匀。并且，由于上述高低差，聚焦环5难以在平面方向上移动。即使在静电吸盘板10相对于金属基台11移动的情况下，也容易维持聚焦环5与晶片W的适当的位置关系。另外，当能够利用静电吸盘板10的高低差保持聚焦环5时，静电吸盘板10还能够设为在环吸附区域2d不具有吸附电极6的结构。
在本实施方式中，吸附电极6具有位于电介质基板2的载置面2a侧的表层部的第1电极部61、位于电介质基板2的金属基台11侧的表层部的第2电极部62及在电介质基板2的内部将第1电极部61与第2电极部62进行连接的连接销63。
根据该结构，能够将第1电极部61配置于载置面2a附近且能够将第2电极部62配置于背面2b附近，因此能够提高对晶片W及金属基台11的吸附力。
另一方面，若将吸附电极6设为双层结构，则电介质基板2变厚而静电吸盘板10的容量变小，具有难以激发等离子体的缺点。关于这点，在本实施方式中，第1电极部61与第2电极部62由连接销63电连接，因此电介质基板2中位于第1电极部61与第2电极部62之间的部分不会影响到容量。因此，根据本实施方式的静电吸盘板10，可得到与吸附电极6为单层结构的情况相同的容量，能够容易激发等离子体。
本实施方式的静电吸盘装置1在静电吸盘板10的基台吸附区域2f具有在静电吸盘板10的平面方向上分布的多个突起部22。根据该结构，冷却气体还能够在静电吸盘板10的背面2b上流通，因此能够提高静电吸盘板10的均热性。
在本实施方式中，设为静电吸盘板10具有突起部22的结构，但也可以为在金属基台11的上表面(与基台吸附区域2f对置的面)具有与突起部22相同的突起部的结构。此时，也能够使冷却气体在静电吸盘板10与金属基台11之间流通，能够提高静电吸盘板10及晶片W的均热性。
另外，在本实施方式中，静电吸盘板10为相对于金属基台11的吸附及脱离自如的结构，但也可以为静电吸盘板10的背面2b的一部分相对于金属基台11固定的结构。例如，静电吸盘板10可以为在背面2b的俯视中央部具有固着于金属基台11的上表面的基台固着部的结构。作为固着方法，可以使用粘接、螺旋夹等。基台固着部的位置可以为背面2b的除中央部以外的部位，且可以设置于背面2b的多个部位。
此外，可以在静电吸盘板10与金属基台11之间设置用于防止位置偏移的嵌合结构。例如，可以设为在静电吸盘板10上设置从背面2b向上侧凹陷的凹部且在金属基台11上设置与上述凹部嵌合的凸部的结构。在嵌合结构中，可以将上述凹部及凸部的侧面分别设为锥面。根据该结构，当将静电吸盘板10载置于金属基台11上时，静电吸盘板10容易被引导到规定的位置，不易产生与金属基台11的位置偏移。
并且，在嵌合结构中，也可以将静电吸盘板10的凹部与金属基台11的凸部进行粘接而作为基台固定部。
在嵌合结构中，可以将凹部和凸部的位置调换。即，可以设为在金属基台11的上表面设置有向下侧凹陷的凹部且在静电吸盘板10上设置有与金属基材11的凹部嵌合的凸部的结构。
在具有上述的基台固着部的结构的情况下，静电吸盘板10的背面2b中除固着部分以外的区域为能够吸附于金属基台11的基台吸附区域。即使在设为这种结构的情况下，在加热晶片W时，通过使静电吸盘板10成为非吸附状态，至少背面2b的基台吸附区域能够相对于金属基台11相对移动，因此也能够减小作用于静电吸盘板10与金属基台11之间的应力。当基台固着部位于背面2b的中央部时，基台吸附区域包围基台固着部，因此容易得到上述应力的减小效果。
并且，在本实施方式中，对吸附聚焦环5的电极为第2电极部62的情况进行了说明，但也可以采用其他结构。例如，吸附电极6可以为具有位于比第1电极部61更靠外周侧的位置且位于环吸附区域2d的表层部的第3电极部的结构。第3电极部也可以设为与第1电极部61及第2电极部62中的至少一方电连接的结构，也可以为连接于与第1电极部61及第2电极部62不同的系统的电源的结构。
根据该结构，第3电极部能够配置于比第2电极部62更靠环吸附区域2d的表层部近处的位置，因此能够提高对聚焦环5的吸附力。另外，可以将第1电极部61延伸至环吸附区域2d而形成第3电极部。此时，第1电极部61沿着载置面2a与环吸附区域2d之间的高低差弯曲。
(变形例)
参考图3A及图3B对第1实施方式的变形例进行说明。
图3A是变形例的静电吸盘板10的外周部的局部剖视图。图3B是表示在第1实施方式的静电吸盘板10中聚焦环5损耗的状态的局部剖视图。
如图3B所示，当聚焦环5损耗而变薄时，聚焦环5的容量相对变大，因此相对于晶片W上，聚焦环5上的等离子体P的电子密度上升。与使用未损耗状态的聚焦环5的情况相比，等离子体的分布变得不均匀，在晶片W的外周部容易产生处理不均。
因此，当聚焦环5损耗时，通过更换为图3A所示的变形例的静电吸盘板10，容易维持等离子体的分布。
在图3A所示的结构的情况下，在变形例的静电吸盘板10中，设置于与环吸附区域2d重叠的区域的背面2b的突起部22A具有比设置于与载置面2a重叠的区域的突起部22大的直径。根据该结构，能够增大静电吸盘板10的环吸附区域2d中的电介质的比率，因此即使在使用损耗的聚焦环5的情况下，也能够减小整体的容量变化。由此，能够抑制等离子体中产生不均匀。
与环吸附区域2d重叠的区域的突起部22A也可以为除图3A所示的大径的突起部以外的结构。例如，可以设为使突起部22A的配置密度大于突起部22的配置密度的结构。更具体而言，关于与环吸附区域2d重叠的区域的突起部22A，可以设为使直径和与载置面2a重叠的区域的突起部22的直径相同，另一方面，使突起部22A的配置密度大于突起部22的配置密度的结构。
此外，根据聚焦环5的结构，也可以使与环吸附区域2d重叠的区域的突起部22A的直径小于与载置面2a重叠的区域的突起部22的直径。或者，也可以使与环吸附区域2d重叠的区域的突起部22A的配置密度小于与载置面2a重叠的区域的突起部22的配置密度。通过设为这种结构，能够使用厚度大的聚焦环5。
在以上所说明的变形例的静电吸盘板10中，多个突起部22的分布密度在基台吸附区域2f中俯视时与载置面2a重叠的区域和基台吸附区域2f中俯视时与环吸附区域2d重叠的区域中彼此不同。
根据该结构，通过根据聚焦环5的厚度变更静电吸盘板10，能够抑制在晶片W的外周部上等离子体分布变得不均匀。能够减小晶片W的外周部的处理不均。
另外，在变形例中，设为静电吸盘板10具有突起部22、22A的结构，但也可以为在金属基台11的上表面(与基台吸附区域2f对置的面)具有与突起部22、22A相同的突起部的结构。
(第2实施方式)
图4是具备第2实施方式的静电吸盘装置201的等离子体处理装置的剖视图。在图4中，标注了与图1至图3相同的符号的构成要件为与第1实施方式的静电吸盘装置1相同的构成要件。
第2实施方式的静电吸盘装置201具备具有单极型的吸附电极206的静电吸盘板210、配置于静电吸盘板210的外周部的聚焦环5、从下侧支承静电吸盘板210的金属基台11、支承金属基台11的支承部件3及位于支承部件3的径向外侧的侧面罩4。
吸附电极206具有位于电介质基板2的载置面2a侧的表层部的第1电极部261、位于电介质基板2的金属基台11侧的表层部的第2电极部262及在电介质基板2的内部将第1电极部261与第2电极部262进行连接的多个连接销263。
本实施方式的第1电极部261及第2电极部262俯视时均为圆形状。第2电极部262的直径大于第1电极部261的直径。第1电极部261配置于俯视时与电介质基板2的载置面2a重叠的区域。第2电极部262比第1电极部261的外周端向径向外侧更扩展。第2电极部262的外周部俯视时与环吸附区域2d重叠。
连接销263配置于俯视时第1电极部261与第2电极部262重叠的区域内的多个部位。连接销263的个数及配置与图2所示的第1实施方式的连接销63相同。连接销263的个数及配置也可以根据吸附电极206的平面面积、在吸附电极206中流过的电流的种类(直流或交流)、大小等适当变更。
静电吸盘板210具有从第2电极部262的下表面向下侧延伸的电极端子264。电极端子264的下侧的端部露出于电介质基板2的背面2b。在本实施方式的情况下，吸附电极206为单极型，因此只有金属基台11的供电端子13a连接于吸附电极206。供电端子13a的柱塞15的上端与静电吸盘板210的电极端子264接触。静电吸附用的直流电源113经由电阻114连接于供电端子13a。在本实施方式的情况下，吸附电极206连接于直流电源113的正极端子。
静电吸盘板210具有在环吸附区域2d中贯穿电介质基板2的多个贯穿孔23和在环吸附区域2d的上表面开口的槽24。槽24为俯视时沿着环吸附区域2d延伸的圆环状。槽24的宽度小于聚焦环5的宽度。槽24的上侧的开口由吸附于环吸附区域2d的聚焦环5封闭。
贯穿孔23在槽24的底面和电介质基板2的背面2b开口。因此，槽24经由贯穿孔23和电介质基板2的背面2b与金属基台11之间的空隙25相连。经由气体供给管18及金属基台11的贯穿孔11c供给到空隙25的冷却气体通过贯穿孔23流入槽24内。通过具有槽24的结构，促进聚焦环5的冷却。
电源装置220连接于从金属基台11的下表面向下侧延伸的主供电棒8。电源装置220具有等离子体激发用的高频电源111、匹配器112、偏置电压施加用的直流电源121及电阻122。高频电源111经由匹配器112连接于主供电棒8。直流电源121经由电阻122连接于主供电棒8。
在具备以上的结构的第2实施方式的静电吸盘装置201中，通过从直流电源113向吸附电极6施加电压，能够使晶片W吸附于静电吸盘板210的载置面2a，并使静电吸盘板210的背面2b吸附于金属基台11的上表面。
在第2实施方式的静电吸盘装置201中，通过具备双面吸附型的静电吸盘板210，在加热晶片W时，也能够使静电吸盘板210成为非吸附状态而使其在金属基台11上移动。由此，与第1实施方式同样地，能够防止由热应力引起的静电吸盘装置201的破损。因此，根据第2实施方式的静电吸盘装置201，能够进行晶片W的高温处理。
第2实施方式的静电吸盘板210具有双层结构的吸附电极206。由于第1电极部261和第2电极部262分别配置于吸附对象物的近处，因此能够得到高吸附力。
在本实施方式中，第1电极部261与第2电极部262也经由连接销263连接，因此即使在使用比较厚的电介质基板2的情况下，静电吸盘板210的实际容量也不会变大。因此，在本实施方式的静电吸盘装置201中，能够通过从高频电源111向金属基台11的电力输入容易激发等离子体。
另外，对第2实施方式的静电吸盘装置201可以在不产生矛盾的范围内适当组合本说明书中所记载的第1实施方式、变形例及第3实施方式的结构。
(第3实施方式)
图5是具备第3实施方式的静电吸盘装置301的等离子体处理装置的剖视图。在图5中，标注了与图1至图4相同的符号的构成要件为与第1实施方式的静电吸盘装置1或第2实施方式的静电吸盘装置201相同的构成要件。
第3实施方式的静电吸盘装置301具备具有单极型的吸附电极306的静电吸盘板310、配置于静电吸盘板310的外周部的聚焦环5、从下侧支承静电吸盘板310的金属基台11、支承金属基台11的支承部件3及位于支承部件3的径向外侧的侧面罩4。
吸附电极306具有位于电介质基板2的载置面2a侧的表层部的第1电极部361和位于电介质基板2的金属基台11侧的表层部的第2电极部362。本实施方式的第1电极部361及第2电极部362俯视时均为圆形状。第2电极部362的直径大于第1电极部361的直径。第1电极部361配置于俯视时与电介质基板2的载置面2a重叠的区域。第2电极部362比第1电极部361的外周端向径向外侧更扩展。第2电极部362的外周部俯视时与环吸附区域2d重叠。
静电吸盘板310具有从第1电极部361的下表面向下侧延伸的电极端子364a和从第2电极部362的下表面向下侧延伸的电极端子364b。电极端子364a、364b的下侧的端部分别露出于电介质基板2的背面2b。电极端子364a与从金属基台11的上表面突出的供电端子13a的柱塞15接触。电极端子364b与从金属基台11的上表面突出的供电端子13b的柱塞15接触。
静电吸附用的直流电源123经由电阻124连接于供电端子13a。在本实施方式的情况下，供电端子13a与直流电源123的正极端子电连接。
静电吸附用的直流电源125经由电阻126连接于供电端子13b。在本实施方式的情况下，供电端子13b与直流电源125的正极端子电连接。
电源装置320连接于从金属基台11的下表面向下侧延伸的主供电棒8。电源装置320具有等离子体激发用的高频电源111、匹配器112、偏置电压施加用的直流电源121及电阻122。高频电源111经由匹配器112连接于主供电棒8。直流电源121经由电阻122连接于主供电棒8。
在具备以上的结构的第3实施方式的静电吸盘装置201中，通过从直流电源123向第1电极部361施加电压，能够使晶片W吸附于静电吸盘板310的载置面2a。并且，通过从直流电源125向第2电极部362施加电压，能够使静电吸盘板310的背面2b吸附于金属基台11的上表面。
在第3实施方式的静电吸盘装置301中，通过具备双面吸附型的静电吸盘板310，在加热晶片W时，也能够使静电吸盘板310成为非吸附状态而使其在金属基台11上移动。由此，与第1实施方式同样地，能够防止由热应力引起的静电吸盘装置301的破损。因此，根据第3实施方式的静电吸盘装置301，能够进行晶片W的高温处理。
第3实施方式的静电吸盘板310具有双层结构的吸附电极306。由于第1电极部361和第2电极部362分别配置于吸附对象物的近处，因此能够得到高吸附力。
在本实施方式中，第1电极部361和第2电极部362连接于彼此不同的直流电源123、125。根据该结构，容易将吸附晶片W的第1电极部361的电位和吸附金属基台11及聚焦环5的第2电极部362的电位分别调整为适当的电位。不易产生吸附不良或加热不良，可实现提高等离子体处理的良率。
另外，对第3实施方式的静电吸盘装置301可以在不产生矛盾的范围内适当组合本说明书中所记载的第1实施方式、变形例及第2实施方式的结构。
产业上的可利用性
本发明可提供一种高温使用时的可靠性优异的晶片支承装置或静电吸盘装置。本发明可提供一种能够进行双面夹持的静电吸盘板。
标号说明
1、201、301-静电吸盘装置
2-电介质基板
2a-载置面
2b-背面
2c-侧端面
2d-环吸附区域
2e-气孔
2f-基台吸附区域
3-筒状的支承部件
3b-外周面
4-侧面罩
4a-上端部
4b-缺口部
4c-上侧的端面
5-聚焦环
6、206、306-吸附电极
8-主供电棒
9-加热元件
10、210、310-静电吸盘板
11-金属基台
11a、11b-端子设置孔
11c-贯穿孔
13a、13b-供电端子
14-绝缘管
15-柱塞
16-螺旋弹簧
17-板
18-气体供给管
21、22、22A-突起部
23-贯穿孔
24-槽
25-空隙
61、261、361-第1电极部
62、262、362-第2电极部
63、263-连接销
64、264、364、364a、364b-电极端子
100-等离子体处理装置
101-真空容器
102-底壁
102a-开口部
102b-排气口
103-筒状的侧壁
104-顶壁
110-电源装置
111-高频电源
112-匹配器
113-直流电源
114、115、116、117、118、122、124、126-电阻
121、123、125-直流电源
210-静电吸盘板
220-电源装置
P-等离子体
W-晶片。

Claims (16)

1.一种静电吸盘装置，其具备：
静电吸盘板，具有电介质基板和位于所述电介质基板的内部的吸附电极，所述电介质基板具有载置晶片的载置面；
金属基台，从与所述载置面相反的背面侧支承所述静电吸盘板；及
聚焦环，设置于所述静电吸盘板的外周部，并围绕所述载置面，其中，
所述静电吸盘板在与所述载置面相同的一侧的面具有与所述聚焦环吸附的环吸附区域，并且在位于与所述载置面相反的一侧的背面具有与所述金属基台吸附的基台吸附区域。
2.根据权利要求1所述的静电吸盘装置，其中，
在所述静电吸盘板的所述基台吸附区域及所述金属基台的与所述基台吸附区域对置的面中的任一方或双方具有沿静电吸盘板的平面方向分布的多个突起部。
3.根据权利要求2所述的静电吸盘装置，其中，
所述多个突起部的分布密度在所述基台吸附区域中俯视时与所述载置面重叠的区域和俯视时与所述环吸附区域重叠的区域中彼此不同。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的静电吸盘装置，其中，
所述吸附电极具有：
第1电极部，位于所述电介质基板的所述载置面侧的表层部；
第2电极部，位于所述电介质基板的所述金属基台侧的表层部；及
连接销，在所述电介质基板的内部将所述第1电极部与所述第2电极部进行连接。
5.根据权利要求4所述的静电吸盘装置，其中，
所述吸附电极具有第3电极部，所述第3电极部位于比所述第1电极部更靠外周侧的位置且位于所述环吸附区域的表层部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的静电吸盘装置，其中，
所述静电吸盘板在所述载置面与所述环吸附区域之间具有高低差，所述环吸附区域的与所述聚焦环对置的面位于比所述载置面靠近所述金属基台的位置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的静电吸盘装置，其中，
所述静电吸盘板在俯视时的所述背面的中央部具有固着于所述金属基台的基台固着部，
所述基台吸附区域包围所述基台固着部而配置。
8.根据权利要求1所述的静电吸盘装置，其中，
所述静电吸盘板为双面吸附型的静电吸盘板。
9.根据权利要求2所述的静电吸盘装置，其中，
在所述静电吸盘板的所述基台吸附区域及所述金属基台的与所述基台吸附区域对置的面双方具有沿静电吸盘板的平面方向分布的多个突起部。
10.根据权利要求3所述的静电吸盘装置，其中，
所述基台吸附区域中俯视时与所述环吸附区域重叠的区域的突起部的直径大于俯视时与所述载置面重叠的区域的突起部的突起部的直径。
11.根据权利要求3所述的静电吸盘装置，其中，
所述基台吸附区域中俯视时与所述环吸附区域重叠的区域的突起部的配置密度大于俯视时与所述载置面重叠的区域的突起部的突起部的配置密度。
12.根据权利要求3所述的静电吸盘装置，其中，
所述基台吸附区域中俯视时与所述环吸附区域重叠的区域的突起部的直径小于俯视时与所述载置面重叠的区域的突起部的突起部的直径。
13.根据权利要求3所述的静电吸盘装置，其中，
所述基台吸附区域中俯视时与所述环吸附区域重叠的区域的突起部的配置密度小于俯视时与所述载置面重叠的区域的突起部的突起部的配置密度。
14.根据权利要求4所述的静电吸盘装置，其中，
所述第1电极部为俯视时呈半圆状的两片且整体上呈圆形状的双极型电极，
所述第2电极部为俯视时呈半圆状的两片且整体上呈圆形状的双极型电极，
所述第2电极部的平面面积大于所述第1电极部的平面面积，
所述第1电极部俯视时与所述载置面重叠，
所述第2电极部俯视时与所述载置面及所述环吸附区域重叠。
15.根据权利要求4所述的静电吸盘装置，其中，
所述第1电极部为圆形状的电极，
所述第2电极部为圆形状的电极，
所述第2电极部的平面面积大于所述第1电极部的平面面积，
所述第1电极部俯视时与所述载置面重叠，
所述第2电极部俯视时与所述载置面及所述环吸附区域重叠。
16.根据权利要求4所述的静电吸盘装置，其中，
所述静电吸盘板具有分别从所述第1电极部及所述第2电极部的下表面向下侧延伸的电极端子，
所述金属基台具有经由所述电极端子向所述第1电极部供电的供电端子和经由所述电极端子向所述第2电极部供电的供电端子，
所述供电端子具有圆筒状的绝缘管、在所述绝缘管内设置成能够上下移动的柱塞、对所述柱塞赋予朝上的弹力的螺旋弹簧及封闭所述绝缘管的下侧的开口并从下侧支承所述螺旋弹簧的接收板。
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