TW201340245A - 靜電吸盤裝置 - Google Patents

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Kaoru Oohashi
Tomoyuki Takahashi
Tadashi Aoto
Mamoru Kosakai
Shinichi Maeta
Yukio Miura
Takashi Sato
Kei Furuuchi
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Tokyo Electron Ltd
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Abstract

一種靜電吸盤裝置，係具備有：以上表面作為載置板狀試樣之載置面並內建有靜電吸附用內部電極之靜電吸盤部、以及使靜電吸盤部冷卻之冷卻基座部；靜電吸盤部與冷卻基座部係經由黏著層而黏著成一體化；於靜電吸盤部及冷卻基座部所形成之冷卻用氣體孔，以覆蓋冷卻用氣體孔側之黏著層的露出面之方式，設置由絕緣礙子、以及同軸地設置在絕緣礙子的外周部之絕緣礙子所構成之雙重管構造的絕緣礙子。

Description

靜電吸盤裝置
本發明係關於一種靜電吸盤裝置，詳細而言，係關於適合使用在對電極施加高頻以生成電漿，並藉由該電漿對半導體晶圓等的板狀試樣施以電漿蝕刻等的電漿處理之高頻放電方式的電漿處理裝置之靜電吸盤裝置。
本申請案係根據2012年2月8日於日本提出申請之日本特願2012-025032號主張優先權，並在此援用該內容。
近年來，在支援急速發展的IT技術之半導體產業中，係要求元件的高積體化和高性能化，因此，在半導體製程中亦要求細微加工技術的進一步提升。該半導體製程中，蝕刻技術亦是細微加工技術的重要技術之一，近年來，蝕刻技術中，高效率且可進行大面積的細微加工之電漿蝕刻技術亦成為主流。
該電漿蝕刻技術為乾式蝕刻技術的一種。該技術中，係藉由抗蝕膜在成為加工對象之固體材料上形成遮罩圖案，以在真空中支撐該固體材料之狀態，將反應性氣體導入於該真空中，並對該反應性氣體施加高頻電 場。藉此使加速後的電子與氣體分子碰撞而成為電漿狀態，並使從該電漿所產生之自由基(vadical；free radical)及離子與固體材料反應，並去除反應生成物。結果，可在固體材料形成細微圖案。
另一方面，藉由電漿的作用使原料氣體化合，並使所得之化合物沉積於基板上之薄膜成長技術之一，係有一種電漿CVD法。該方法係藉由對含有原料分子之氣體施加高頻電場以產生電漿放電，並藉由經過該電漿放電所加速之電子使原料分子分解，而使所得之化合物沉積之成膜方法。該方法中，即使是低溫中無法僅藉由熱激發所引發之反應，但由於在電漿中可使系統內的氣體相互碰撞並活化而成為自由基，故仍可進行。
在電漿蝕刻裝置、電漿CVD裝置等之使用電漿之半導體製造裝置中，以往係使用靜電吸盤裝置，來作為簡單地將晶圓安裝並固定於試樣台且將該晶圓維持在所希望溫度之裝置。
就此般靜電吸盤裝置而言，例如有人提出一種以陶瓷基體的上表面作為載置晶圓等的板狀試樣之載置面，並藉由黏著層，將於內部埋設有靜電吸附用的板狀電極之靜電吸盤部、以及於內部形成有冷卻水循環用的冷媒流路之冷卻基座部予以接合而成一體化，並以貫通靜電吸盤部及冷卻基座部之方式形成有冷卻用氣體孔之靜電吸盤裝置，並已提供實際使用(專利文獻1)。
(先前技術文獻)
(專利文獻)
(專利文獻1)：日本特開2004-31665號公報
於上述先前的靜電吸盤裝置中，電漿或自由基會從氣體流動用孔進入於將靜電吸盤部及冷卻基座部予以接合一體化之黏著層，而有侵蝕該黏著層之疑慮。
當該黏著層被電漿或自由基所侵蝕時，該黏著層的黏著強度會降低，而有產生靜電吸盤部從冷卻基座部剝離之疑慮的問題點。
因此，為了防止黏著層被電漿或自由基所侵蝕，係有考量到薄化該黏著層的厚度者，但當薄化黏著層的厚度時，會有產生靜電吸盤部的耐電壓降低之疑慮的問題點。
再者，該靜電吸盤部係與其他靜電吸盤裝置的靜電吸盤部相比，其黏著層的厚度較薄，冷卻用氣體噴出部的流速較快，並且冷卻氣體的熱傳遞較大，故亦有該冷卻用氣體孔附近的溫度降低之問題點。
本發明係鑒於上述情形而研創者，其係當適用在電漿蝕刻裝置等之處理裝置時，可保護設置在靜電吸盤部與冷卻基座部之間之黏著層免受電漿或自由基的影響。藉此，本發明之目的在於提供一種可提升靜電吸盤部的耐電壓，且不會有冷卻用氣體孔附近的溫度降低之疑慮 之靜電吸盤裝置。
(1)一種靜電吸盤裝置，係構成為：具備有，靜電吸盤部：具有載置板狀試樣之載置面並內建有靜電吸附用內部電極、以及冷卻基座部，用以使前述靜電吸盤部冷卻；前述靜電吸盤部與前述冷卻基座部係經由第1黏著層而黏著成一體化；於前述靜電吸盤部及前述冷卻基座部，形成有貫通此等靜電吸盤部及冷卻基座部之冷卻用氣體孔及/或供裝卸前述板狀試樣之銷插入之銷插入用孔；於前述冷卻用氣體孔及前述銷插入用孔中之任一者或兩者，以至少覆蓋前述第1黏著層的露出面之方式，設置由第1絕緣礙子、以及同軸地設置在前述第1絕緣礙子的外周部之第2絕緣礙子所構成之雙重管構造的絕緣礙子。
(2)如前述(1)項所述之靜電吸盤裝置，其中，前述第1絕緣礙子的上端部係經由薄層的第2黏著層黏著於前述靜電吸盤部。
(3)如前述(1)或(2)項所述之靜電吸盤裝置，其中，前述第2絕緣礙子的上端部係位於較前述第1絕緣礙子的上端部更下方，並由前述第1黏著層所覆蓋。
(4)如前述(1)至(3)項中任一項所述之靜電吸盤裝置， 其中，前述第1黏著層係使熱硬化性黏著劑硬化而成者。
(5)如前述(1)至(4)項中任一項所述之靜電吸盤裝置，其中，前述第1絕緣礙子係藉由因前述冷卻基座部與前述第1黏著層之熱膨脹差所產生的應力，經由前述第2黏著層被按壓於前述靜電吸盤部。
根據本發明之靜電吸盤裝置，於冷卻用氣體孔及銷插入用孔中之任一者或兩者，以至少覆蓋第1黏著層的露出面之方式，設置由第1絕緣礙子、以及同軸地設置在第1絕緣礙子的外周部之第2絕緣礙子所構成之雙重管構造的絕緣礙子。藉此，可藉由該雙重管構造的絕緣礙子，保護黏著層免受從外部侵入而來之電漿或自由基的影響，結果可提升靜電吸盤部的耐電壓。
此外，由於藉由雙重管構造的絕緣礙子，以隔熱狀態來保護該冷卻用氣體孔及銷插入用孔中之任一者或兩者的內面，即使在氦氣等冷卻用氣體於冷卻用氣體孔內及銷插入用孔內之任一者或兩者中流動時，亦不會有該冷卻用氣體孔附近的溫度降低之疑慮。因此，可使靜電吸盤部的溫度達到穩定。
由於經由薄層的第2黏著層將第1絕緣礙子的上端部黏著於靜電吸盤部，所以可儘量地薄化介置於第1絕緣礙子與靜電吸盤部之間之第2黏著層的厚度，結果可防止電漿或自由基進入於第1黏著層。
此外，由於使第2絕緣礙子的上端部位於較 第1絕緣礙子的上端部更下方，並且由第1黏著層來覆蓋，所以可確保第2絕緣礙子與靜電吸盤部之間之黏著層的厚度。
由於使熱硬化性黏著劑硬化來形成第1黏著層，所以可長期地持續保持靜電吸盤部與冷卻基座部之間的黏著性。
此外，由於藉由因冷卻基座部與第1黏著層之熱膨脹差所產生的應力，經由第2黏著層將第1絕緣礙子按壓於靜電吸盤部，所以可使第1絕緣礙子密接於靜電吸盤部，而不會有第1絕緣礙子從靜電吸盤部脫落之疑慮。
1‧‧‧靜電吸盤裝置
2‧‧‧靜電吸盤部
3‧‧‧冷卻基座部
4‧‧‧黏著層
11‧‧‧載置板
12‧‧‧支撐板
13‧‧‧靜電吸附用內部電極
14‧‧‧絕緣材層
15‧‧‧供電用端子
16‧‧‧突起部
21‧‧‧流路
31‧‧‧冷卻用氣體孔(冷卻用氣孔)
32‧‧‧雙重管構造的絕緣礙子
33‧‧‧第1絕緣礙子
34‧‧‧第2絕緣礙子
35‧‧‧薄層的第2黏著層
36‧‧‧黏著層
37‧‧‧黏著層
W‧‧‧板狀試樣
第1圖係顯示本發明的一實施形態之靜電吸盤裝置之剖面圖。
第2圖係顯示第1圖的靜電吸盤裝置之A部分的剖面之剖面圖。
本發明者們係為了解決上述課題而進行精心探討，結果發現到若構成為以下構造：具備有具有載置板狀試樣之載置面並內建有靜電吸附用內部電極而成之靜電吸盤部、以及使靜電吸盤部冷卻之冷卻基座部；靜電吸盤部與冷卻基座部係經由第1黏著層而黏著成一體化；於靜電吸盤部及冷卻基座部，形成有貫通此等靜電吸盤部及冷卻基座部之冷卻用氣體孔及/或供裝卸板狀試樣之銷插 入之銷插入用孔；於冷卻用氣體孔及銷插入用孔中之任一者或兩者，以至少覆蓋第1黏著層的露出面之方式，設置由第1絕緣礙子、以及同軸地設置在第1絕緣礙子的外周部之第2絕緣礙子所構成之雙重管構造的絕緣礙子，則可藉由該雙重管構造的絕緣礙子來保護第1黏著層免受電漿或自由基的影響，因此可提升靜電吸盤部中的耐電壓，並且藉由雙重管構造的絕緣礙子將冷卻用氣體孔予以熱阻隔，而不會有該冷卻用氣體孔附近的溫度降低之疑慮，因而完成本發明。
該靜電吸盤裝置中，係以至少覆蓋第1黏著層的露出面之方式，將由第1絕緣礙子、以及同軸地設置在前述第1絕緣礙子的外周部之第2絕緣礙子所構成之雙重管構造的絕緣礙子，設置在冷卻用氣體孔及銷插入用孔中之任一者或兩者，藉此，可藉由該雙重管構造的絕緣礙子，保護第1黏著層免受從外部侵入而來之電漿或自由基的影響。
因此，不會有電漿或自由基進入於第1黏著層之疑慮，可持續保持作為黏著層的黏著功能。結果，可提升靜電吸盤部中的耐電壓。此外，即使在氦氣等冷卻用氣體流動於冷卻用氣體孔內時，亦可藉由雙重管構造的絕緣礙子，以隔熱狀態來保護該冷卻用氣體孔及銷插入用孔中之任一者或兩者的內面，所以不會有該冷卻用氣體孔內及銷插入用孔內之任一者或兩者附近的溫度降低之疑慮。因此，可使靜電吸盤部的溫度達到穩定。
在該靜電吸盤裝置中，由於經由薄層的第2黏著層將第1絕緣礙子的上端部黏著於靜電吸盤部，所以可儘量地薄化介置於第1絕緣礙子與靜電吸盤部之間之第2黏著層的厚度。藉此，防止電漿或自由基進入於第1黏著層。
在該靜電吸盤裝置中，由於使第2絕緣礙子的上端部位於較第1絕緣礙子的上端部更下方，並藉由第1黏著層來覆蓋而構成，因而確保第2絕緣礙子與靜電吸盤部之間之黏著層的厚度。
在該靜電吸盤裝置中，由於使熱硬化性黏著劑硬化來形成第1黏著層，所以可長期地持續保持靜電吸盤部與冷卻基座部之間的黏著性。
在該靜電吸盤裝置中，係藉由因冷卻基座部與第1黏著層之熱膨脹差所產生的應力，經由第2黏著層將第1絕緣礙子按壓於靜電吸盤部。藉此，可使第1絕緣礙子密接於靜電吸盤部，而不會有第1絕緣礙子從靜電吸盤部脫落之疑慮。
接著說明用以實施本發明之靜電吸盤裝置之形態。
以下各實施形態，係為了充分理解本發明之主旨而具體地說明者，在無特別指定時，並不用以限定本發明。在不脫離本發明之主旨之範圍內，可進行構成的附加、省略、取代及其他變更。
第1圖係顯示本發明的一實施形態之靜電 吸盤裝置之剖面圖，第2圖係顯示該靜電吸盤裝置之A部分的剖面之剖面圖，該靜電吸盤裝置1係經由(第1)黏著層4將靜電吸盤部2與冷卻基座部3黏著成一體化。
靜電吸盤部2係包含：以上表面(一主面)作為用以載置半導晶圓等板狀試樣W之載置面之圓形狀的載置板11；對向配置在該載置板11的下表面(另一主面)側之圓形狀的支撐板12；夾持於此等載置板11與支撐板12之間且直徑較載置板11及支撐板12小之圓形狀的靜電吸附用內部電極13；以包圍該靜電吸附用內部電極13的周緣部之方式設置之絕緣材層14；以及連接於該靜電吸附用內部電極13的下表面並施加直流電壓之供電用端子15。
載置板11及支撐板12，較佳為皆具有耐熱性之陶瓷所構成，該陶瓷較佳係選自氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化矽(Si3N4)、氧化鋯(ZrO2)、賽隆(Sialon)、氮化硼(BN)、碳化矽(SiC)之1種所構成之陶瓷，或是含有2種以上之複合陶瓷。
尤其是載置板11，其上表面側為載置半導晶圓等的板狀試樣W之靜電吸附面，故特佳為選擇介電常數高之材質，且為相對於靜電吸附的板狀試樣W不會成為雜質者。較佳為例如含有4重量%以上且20重量%以下之碳化矽，且將剩餘部分作成為氧化鋁之碳化矽-氧化鋁複合燒結體。
於該載置板11的靜電吸附面，形成有複數個直徑較板狀試樣W的厚度更小之突起部16，並成為此 等突起部16支撐板狀試樣W之構成。
靜電吸附用內部電極13係使用厚度約10μm至50μm之平板狀導電性陶瓷。構成該靜電吸附用內部電極13之導電性陶瓷在使用溫度下的體積固有電阻值，較佳為1.0×106Ω．cm以下，尤佳為1.0×104Ω．cm以下。
就該導電性陶瓷而言，可列舉碳化矽(SiC)-氧化鋁(Al2O3)複合燒結體、氮化鉭(TaN)-氧化鋁(Al2O3)複合燒結體、碳化鉭(TaC)-氧化鋁(Al2O3)複合燒結體、碳化鉬(Mo2C)-氧化鋁(Al2O3)複合燒結體等。
絕緣材層14係將載置板11及支撐板12接合成一體化，並且保護靜電吸附用內部電極13免受電漿的影響。
就構成該絕緣材層14之材料而言，較佳為主成分與載置板11及支撐板12相同之絕緣性材料，例如，當載置板11及支撐板12由碳化矽-氧化鋁複合燒結體所構成時，較佳為氧化鋁(Al2O3)。
冷卻基座部3被設置在靜電吸盤部2的下側，且將靜電吸盤部2的溫度控制在所希望溫度，並且兼用作為高頻產生用電極，並且由鋁(Al)、鋁合金、銅(Cu)、銅合金、不鏽鋼(SUS)等之熱傳導性佳之金屬所構成。
於該冷卻基座部3的內部，形成有供水或有機溶劑等冷卻用介質循環之流路21，且可將載置於上述載置板11的上表面(靜電吸附面)之板狀試樣W的溫度維持在所希望溫度。
冷卻基座部3之至少曝露於電漿的面，較佳係施以氧皮鋁處理、或形成氧化鋁等之絕緣膜。
該冷卻基座部3係藉由對至少曝露於電漿的面施以氧皮鋁處理或絕緣膜的成膜，除了可提升耐電漿性之外，亦可防止異常放電，因而提升耐電漿穩定性。此外，於表面不易造成損傷，故可防止損傷之產生。
黏著層4係將靜電吸盤部2與冷卻基座部3黏著成一體化，較佳為在-20℃至150℃的溫度範圍內具有耐熱性之黏著劑，例如較適合為丙烯酸系樹脂、矽系樹脂、環氧系樹脂等。尤其當使用氧系電漿時，較佳為相對於氧系電漿具有耐電漿性之矽系樹脂。
該黏著層4的形狀亦可為藉由熱壓接等使薄片狀或薄膜狀黏著劑硬化之硬化膜，該黏著劑係藉由將塗佈液狀的熱硬化性黏著劑所得之塗膜予以加熱而使其硬化而得者。
於此等靜電吸盤部2、冷卻基座部3及黏著層4，形成有複數個冷卻用氣體孔(冷卻用氣孔)31，該冷卻用氣體孔(冷卻用氣孔)31係將貫穿此等孔之氦氣(He)等冷卻用氣體，從冷卻基座部3側朝向載置於靜電吸盤部2之板狀試樣W供給，並將板狀試樣W冷卻至既定溫度並保持前述溫度。
於該冷卻用氣體孔31嵌入有雙重管構造的絕緣礙子32，藉由該雙重管構造的絕緣礙子32來覆蓋黏著層4之露出於冷卻用氣體孔31的露出面，藉此保護黏著 層4的露出面免受電漿或自由基的影響。
該雙重管構造的絕緣礙子32係包含：埋設於冷卻用氣體孔31的內壁中之對應於冷卻基座部3及黏著層4之位置之(第1)絕緣礙子33；以及同軸地嵌入於該絕緣礙子33的外周部，且外徑較該絕緣礙子33更大之(第2)絕緣礙子34。
該絕緣礙子34的上端部係位於較絕緣礙子33的上端部更下方，並藉由黏著層4來覆蓋此等絕緣礙子33及絕緣礙子34的各個上端部。藉此，可將絕緣礙子34與靜電吸盤部2之間之黏著層的厚度確保為既定厚度。
絕緣礙子33、34較佳為相對於電漿或自由基具有耐久性之陶瓷，該陶瓷較佳為選自氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化矽(Si3N4)、氧化鋯(ZrO2)、賽隆(Sialon)、氮化硼(BN)、碳化矽(SiC)之1種所構成之陶瓷，或是含有2種以上之複合陶瓷。
該絕緣礙子33係經由薄層的(第2)黏著層35而黏著並固定在靜電吸盤部2的支撐板12。
另一方面，絕緣礙子34的下端面及絕緣礙子33之較絕緣礙子34更下方的部分係由黏著層36所覆蓋，絕緣礙子34之外周部的下半部係由黏著層37所覆蓋。
如此，此等絕緣礙子33、34係藉由黏著層35至37黏著於冷卻基座部3而成一體化。
就該黏著層35、36而言，較佳為相對於電漿或自由基具有耐久性且具有可撓性之有機系樹脂，就該 有機系樹脂而言，較佳為藉由加熱等使液狀樹脂硬化之硬化性樹脂。
就此般硬化性樹脂而言，例如可列舉丙烯酸系樹脂、矽系樹脂、環氧系樹脂等。尤其當使用氧系電漿時，較佳為相對於氧系電漿具有耐電漿性之矽系樹脂。
該矽系樹脂為耐熱性及彈性佳之樹脂，且具有矽氧烷鍵(Si-O-Si)之矽化合物。該矽系樹脂例如可由下列式(1)或式(2)的化學式來表示。
惟R為H或烷基(CnH2n+1-：n為整數)
惟R為H或烷基(CnH2n+1-：n為整數)
就此般矽系樹脂而言，特佳為熱硬化溫度70℃至140℃之矽樹脂。
在此，當熱硬化溫度低於70℃時，介置於 靜電吸盤部2與絕緣礙子33之間之矽樹脂會在硬化的初期過程中即開始硬化，導致作業性劣化，故不佳。另一方面，當熱硬化溫度超過140℃時，靜電吸盤部2與冷卻基座部3之間的熱膨脹差增大，結果導致矽樹脂無法吸收靜電吸盤部2與冷卻基座部3之間的應力，使應力增加而有在此等之間產生剝離之疑慮，故不佳。
該黏著層35的厚度，必須為不易讓電漿或自由基進入之程度的厚度，例如為0.1μm以上且100μm以下，尤佳為10μm以上且50μm以下。
另一方面，黏著層37只要是可將絕緣礙子34黏著於冷卻基座部3而成一體化者即可，與黏著層4相同，較佳為在-20℃至150℃的溫度範圍內具有耐熱性之黏著劑，例如較適合為丙烯酸系樹脂、矽系樹脂、環氧系樹脂等。尤其當使用氧系電漿時，較佳為相對於氧系電漿具有耐電漿性佳之矽系樹脂。
該黏著層37的形狀，只要是可將絕緣礙子34黏著於冷卻基座部3而成一體化之形狀即可，亦可為將塗佈液狀的熱硬化性黏著劑所得之塗膜予以加熱而使其硬化所得之薄片狀或薄膜狀的硬化膜。
在該靜電吸盤裝置1中，係以覆蓋黏著層4的露出面之方式，將由絕緣礙子33及絕緣礙子34所構成之雙重管構造的絕緣礙子32設置在冷卻用氣體孔31，因此藉由雙重管構造的絕緣礙子32來保護該黏著層4免受從冷卻用氣體孔31侵入而來之電漿或自由基的影響。
藉此，不會有黏著層4被從冷卻用氣體孔31侵入而來之電漿或自由基侵蝕之疑慮，可持續保持作為黏著層4的黏著功能，結果可提升靜電吸盤部2中的耐電壓。
此外，即使在氦氣等冷卻用氣體流動於冷卻用氣體孔31內時，亦可藉由雙重管構造的絕緣礙子32，以隔熱狀態來保護該冷卻用氣體孔31的內面，所以黏著層4不易受到冷卻用氣體之溫度的影響，不會有該冷卻用氣體孔31附近之黏著層4的溫度降低之疑慮。因此，可使冷卻基座部3的溫度達到穩定，結果亦使靜電吸盤部2的溫度亦達到穩定。
如以上所說明，根據本實施形態之靜電吸盤裝置1，係將由絕緣礙子33以及同軸地嵌入於該絕緣礙子33的外周部之絕緣礙子34所構成之雙重管構造的絕緣礙子32，嵌入於貫通靜電吸盤部2、冷卻基座部3及黏著層4之冷卻用氣體孔31。藉由該雙重管構造的絕緣礙子32，可保護黏著層4免受電漿或自由基的影響，結果可提升靜電吸盤部2的耐電壓。
此外，由於藉由雙重管構造的絕緣礙子32，以隔熱狀態來保護該冷卻用氣體孔31的內面，即使在冷卻用氣體流動於冷卻用氣體孔31內時，亦不會有冷卻用氣體孔31附近的溫度降低之疑慮，可使靜電吸盤部2的溫度達到穩定。
由於經由薄層的黏著層35將絕緣礙子33 的上端部黏著於靜電吸盤部2的支撐板12而成一體化，所以可防止電漿或自由基進入於黏著層4。
由於使絕緣礙子34的上端部位於較絕緣礙子33的上端部更下方，並藉由黏著層4來覆蓋該絕緣礙子34的上端部，所以可確保絕緣礙子34與靜電吸盤部2之間之黏著層的厚度。結果可提升絕緣礙子34與靜電吸盤部2之間之耐電壓。
由於黏著層4係使熱硬化性黏著劑硬化而成者，所以可長期地持續保持靜電吸盤部2與冷卻基座部3之間的黏著性。
再者，由於藉由因冷卻基座部3與黏著層4之熱膨脹差所產生的應力，經由黏著層35將絕緣礙子33按壓於靜電吸盤部2，所以可使絕緣礙子33密接於靜電吸盤部3的支撐板12，而不會有絕緣礙子33從靜電吸盤部2脫落之疑慮。
在本實施形態之靜電吸盤裝置1中，係將雙重管構造的絕緣礙子32嵌入於貫通靜電吸盤部2、冷卻基座部3及黏著層4之冷卻用氣體孔31而構成，但亦可構成為：將雙重管構造的絕緣礙子32嵌入於供裝卸板狀試樣之銷插入之銷插入用孔。
此時，藉由將雙重管構造的絕緣礙子32嵌入於冷卻用氣體孔31及銷插入用孔兩者，即可進一步使靜電吸盤部2的溫度達到穩定。
以下係藉由實施例及比較例來具體地說明 本發明，但本發明並不限定於此等實施例。
[實施例1]
「供電用端子之製作」
使由氧化鋁粉體(平均粒徑0.2μm)40重量份與碳化鉭粉體(平均粒徑1μm)60重量份所構成之氧化鋁-碳化鉭複合粉體成型，然後加壓鍛燒而得到直徑2.5mm、長度10mm之棒狀氧化鋁-碳化鉭導電性複合燒結體，將此燒結體用作為供電用端子15。
「支撐板之製作」
使由高純度碳化矽微粉體5重量份與氧化鋁粉體(平均粒徑0.2μm)95重量份所構成之混合粉體成型，並進行鍛燒而得到直徑320mm、厚度4mm之支撐板12。
接著在該支撐板12上，貫穿設置用以嵌入固定供電用端子15之固定孔、以及用以導入冷卻用氣體之複數個冷卻用氣體孔。
「載置板之製作」
依據上述支撐板12之製作，來製作出直徑320mm、厚度4mm之由圓板狀碳化矽-氧化鋁複合燒結體所構成之載置板11。
接著在該載置板11上，貫穿設置用以導入冷卻用氣體之複數個冷卻用氣體孔。
「一體化」
將供電用端子15嵌入固定於支撐板12所貫 穿設置之固定孔。接著藉由網版印刷法，將使由氧化鋁粉末40重量%與碳化鉭粉末60重量%所構成之混合粉末分散於松油醇而成之塗佈液，塗佈於該支撐板12上之應形成靜電吸附用內部電極的區域，然後進行乾燥而形成靜電吸附用內部電極形成層。
接著藉由網版印刷法，將含有氧化鋁粉末(平均粒徑0.2μm)及乙醇之塗佈液，塗佈於支撐板12上之應形成靜電吸附用內部電極的區域以外之區域，然後進行乾燥而形成絕緣材層形成層。
然後將載置板11重疊於該支撐板12的靜電吸附用內部電極形成層及絕緣材層形成層上，之後藉由熱模壓將此等進行加壓鍛燒而成一體化，以得到靜電吸盤部2。此時之熱模壓的條件為溫度175℃、壓力7.5MPa。
「冷卻基座部之製作」
對鋁(Al)塊施以機械加工，以製作出直徑340mm、厚度28mm之冷卻基座部3。
接著於該冷卻基座部3，貫穿設置用以嵌入固定供電用端子15之貫通孔、以及用以導入冷卻用氣體之複數個冷卻用氣體孔。
「雙重管構造的絕緣礙子之製作」
使用氧化鋁，製得外徑5mm、內徑2mm、長度28mm的絕緣礙子33，及外徑8mm、內徑4.9mm、長度8mm的絕緣礙子34。
藉此得到由絕緣礙子33及絕緣礙子34所構 成之雙重管構造的絕緣礙子32。
然後經由黏著層37將該絕緣礙子34黏著於冷卻基座部3的冷卻用氣體孔31而成一體化。
接著將矽系樹脂塗佈於安裝有該絕緣礙子34之冷卻基座部3之與靜電吸盤部2的黏著面，而形成黏著層4。
然後，將安裝有絕緣礙子34之冷卻基座部3與靜電吸盤部2予以重疊。
然後將加熱硬化型丙烯酸黏著劑塗佈於絕緣礙子33的支撐板側及側面，將該絕緣礙子33嵌入於絕緣礙子34，並藉由加熱處理使加熱硬化型丙烯酸黏著劑硬化而形成黏著層35、36，並且經由黏著層35、36、4將靜電吸盤部2及冷卻基座部3黏著成一體化。
「評估」
使用12吋的矽晶圓作為板狀試樣，使該矽晶圓靜電吸附於上述靜電吸盤裝置1，將冷卻基座部3之冷媒的溫度設為20℃，將電漿的施加電力設為3000W，將施加時間設為120秒，將電漿施加之間隔設為2分鐘，並在合計施加5000次電漿後，評估黏著層4的黏著狀態、靜電吸盤部2的耐電壓、靜電吸盤部2之外周部的溫度變化。
評估方法如下所述。
(1)黏著層的黏著狀態
使用超音波探針試驗裝置來調查黏著層的黏著狀態。
(2)靜電吸盤部之側面部的耐電壓
將導電性膠帶貼附於靜電吸盤部的載置面，於冷卻基座部與導電性膠帶之間施加既定電壓，並調查有無放電。
(3)靜電吸盤部之外周部的溫度變化
在將電漿施加於靜電吸盤裝置之狀態下，使用溫度測量用晶圓，來測定該靜電吸盤裝置之外周部的表面溫度。
從此等的評估結果，可得知下列內容。
關於黏著層4的黏著狀態，並無任何變化，係確認到保持良好的黏著狀態，且耐蝕性佳。
此外，於靜電吸盤部2之冷卻用氣體孔31的側面部中，具有5000V的耐電壓，該靜電吸盤部2之外周部的溫度變化為1℃以下。
[比較例1]
除了未將雙重管構造的絕緣礙子32嵌入於冷卻用氣體孔31之外，其他依據實施例而製得靜電吸盤裝置。
接著依據實施例1，評估電漿施加後之黏著層4的黏著狀態、靜電吸盤部2的耐電壓、靜電吸盤部2之外周部的溫度變化。
從此等的評估結果中，可得知下列內容。
初期狀態下之靜電吸盤部2的溫度，冷卻用氣體孔31周邊的溫度較其他區域低2℃，在電漿試驗後，與初期狀態相比，可確認到在黏著層4的冷卻用氣體孔31周邊產生起因於超音波之異常。
此外，靜電吸盤部2的耐電壓為4000V，較 實施例更低，再者，該靜電吸盤部2之周緣部的表面溫度較初期狀態增加3℃。
如此，比較例之靜電吸盤裝置係與實施例之靜電吸盤裝置相比，耐蝕性、耐電壓、外周部的溫度均較差。
[產業上之可利用性]
本發明之靜電吸盤裝置係於冷卻用氣體孔31中，以覆蓋黏著層4之冷卻用氣體孔31側的露出面之方式，設置由絕緣礙子33、以及同軸地設置在絕緣礙子33的外周部之絕緣礙子34所構成之雙重管構造的絕緣礙子32。藉此，保護黏著層4免受電漿或自由基的影響，以提升靜電吸盤部2的耐電壓，並且使靜電吸盤部2的表面溫度達到穩定，故其有用性極大。
1‧‧‧靜電吸盤裝置
2‧‧‧靜電吸盤部
3‧‧‧冷卻基座部
4‧‧‧黏著層
11‧‧‧載置板
12‧‧‧支撐板
13‧‧‧靜電吸附用內部電極
14‧‧‧絕緣材層
16‧‧‧突起部
21‧‧‧流路
31‧‧‧冷卻用氣體孔(冷卻用氣孔)
32‧‧‧雙重管構造的絕緣礙子
33‧‧‧第1絕緣礙子
34‧‧‧第2絕緣礙子
35‧‧‧薄層的第2黏著層
36‧‧‧黏著層
37‧‧‧黏著層
W‧‧‧板狀試樣

Claims (5)

  1. 一種靜電吸盤裝置，係構成為：具備有：靜電吸盤部，具有載置板狀試樣之載置面並內建有靜電吸附用內部電極、以及冷卻基座部，用以使前述靜電吸盤部冷卻；前述靜電吸盤部與前述冷卻基座部係經由第1黏著層而黏著成一體化；於前述靜電吸盤部及前述冷卻基座部，形成有貫通此等靜電吸盤部及冷卻基座部之冷卻用氣體孔及/或供裝卸前述板狀試樣之銷插入之銷插入用孔；於前述冷卻用氣體孔及前述銷插入用孔中之任一者或兩者，以至少覆蓋前述第1黏著層的露出面之方式，設置由第1絕緣礙子、以及同軸地設置在前述第1絕緣礙子的外周部之第2絕緣礙子所構成之雙重管構造的絕緣礙子。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之靜電吸盤裝置，其中，前述第1絕緣礙子的上端部係經由薄層的第2黏著層黏著於前述靜電吸盤部。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之靜電吸盤裝置，其中，前述第2絕緣礙子的上端部係位於較前述第1絕緣礙子的上端部更下方，並由前述第1黏著層所覆蓋。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之靜電吸盤裝置，其中，前述第1黏著層係使熱硬化性黏著劑硬化而成者。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之靜電吸盤裝置，其中，前述第1絕緣礙子係藉由因前述冷卻基座部與前述第1黏著層之熱膨脹差所產生的應力，經由前述第2黏著層被按壓於前述靜電吸盤部。
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