TW201604920A

TW201604920A - 電漿處理裝置

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Publication number: TW201604920A
Application number: TW104105340A
Authority: TW
Inventors: Takumi Tandou; Akitaka Makino; Hiromichi Kawasaki
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2014-07-28
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2016-02-01
Also published as: JP6469985B2; KR101744044B1; JP2016031956A; KR20160013792A; US20160027621A1; TWI585816B

Abstract

本發明的課題係提供一種可提升處理的良品率之電漿處理裝置。該電漿處理裝置係具備：真空容器；處理室，其係配置於此真空容器內部，在內側形成電漿；試料台，其係配置於此處理室的下方，利用前述電漿的處理的對象之試料係被載置於其上面；介電質製的燒結板，其係構成此試料台之載置前述試料的載置面；金屬製的基材，其係於燒結板的下方，經由利用黏著劑所構成的黏著層來予以接合；及冷媒流路，其係配置於基材的內部，流通冷媒，前述黏著層的厚度係前述試料台的外周側的部分大於中心側的部分。在外周側的部分產生的剪斷力小於前述黏著層的前述試料台的中心側的部分。

Description

電漿處理裝置

本發明是有關在半導體裝置的製造工程中實施用以將配置於半導體晶圓等的基板狀的試料的上面之膜構造加工而形成配線的處理之電漿處理裝置，特別是有關使試料載置於真空容器內部的處理室內所配置的試料台上面而保持，利用形成於處理室內的電漿來處理該試料之電漿處理裝置。

隨著半導體裝置的微細化傾向，在將配置於半導體晶圓等的基板狀的試料上面的膜構造施以蝕刻等的加工而形成配線的處理中所被要求的加工精度年年嚴苛。為了使用電漿處理裝置來根據晶圓表面的圖案以高的精度實施蝕刻，適當地管理此蝕刻中的晶圓的表面的溫度為重要。

近年來，為了因應更進一步形狀精度提升的要求，在處理晶圓的製程中要求按照該處理的複數的每個步驟來更高速且精密地調節晶圓的溫度之技術。為了在內部被減壓至高的真空度的電漿處理裝置內控制晶圓的表面溫度，以往是一面使用以調節試料台的溫度的流體之熱傳達媒體(例如冷媒)流通至配置在試料台的內部的流路內，一面在晶圓的背面與載置該晶圓的試料台的上面之間導入氣體的熱傳達媒體，經由此來使對試料台傳達熱的效率提升的同時調節試料台或試料的上面的溫度。

如此的試料台的一般性的構成是構成晶圓的載置面的構件具有靜電吸盤的機能，該晶圓是具有配置於具有圓筒形的試料台的上面之圓形。具體而言，具備藉由靜電力來使載於試料台上面的晶圓吸附於構成載置面的介電質材料的膜(吸附膜)上面而予以保持的機能，且在載置面的表面與晶圓的背面之間供給He氣體等作為熱傳達媒體以使熱傳達促進的流體作為熱媒體，藉此在真空容器內在試料台或流動於試料台內部的冷媒與晶圓之間使熱傳達的效率提升。

在如此的構成中，試料台之靜電吸盤的靜電吸附力會直接影響試料台與試料之間的熱傳達的特性。換言之，一旦試料台的靜電吸附力變化，則試料的溫度會變化。

一旦構成試料台的靜電吸盤之由介電質材料所構成的膜之具有微小的凹凸的表面的形狀變化，則載於膜上而被吸附於此的半導體晶圓等的試料的背面與膜的表面的接觸面積或構成接觸面的多數的微小的領域的分布也會變化，進而調節試料的溫度的性能也會變動。產生如此的吸附膜的表面的形狀的變化，可想像是為了除去附著於處理室內部的表面的附著物，由介電質所構成的吸附膜會暴露於處理室內所形成的電漿，而藉由與電漿的相互作用，上述凹凸的表面被削去或變質的情況。亦即，在重複如此利用電漿的洗滌下，靜電吸盤靜電吸附試料的特性或試料的溫度的調節的性能會變化。

由如此的背景，以往使用庫倫方式的靜電吸盤，作為上述靜電吸盤的吸附膜的表面的吸附力的變化少的吸附方式。例如，如此的以往技術，有揭示於日本特開2004-349664號公報(專利文獻1)，在鋁製的圓筒或具有圓板形狀的基板的表面熱噴塗介電質的材料而形成膜，利用該膜來形成庫倫方式的靜電吸盤之技術為人所知。

此以往技術是揭示有：利用熱噴塗來形成介電質製的膜及被施加使吸附於其內部的電力之膜狀的電極，且與試料台的基材之具有圓筒形狀的鋁製的基板的上面一起在側壁面上也熱噴塗被覆介電質製的材料而保護之構成。本以往技術為了實現庫倫式的吸附膜，而使用具有高純度的氧化鋁作為介電質的材料。本例是藉由如此的構成來謀求製造成本便宜壽命長的靜電吸盤的實現。

另一方面，即使使用如此的氧化鋁之類的陶瓷作為靜電吸盤的介電質膜的材料，例如暴露於使用氟系的氣體之電漿時，恐有材料被削去而於處理腔室內產生異物之虞。為了解決減低如此的異物的產生量之課題，可思考取代藉由熱噴塗所形成的膜，而採用介電質材料的燒結體。

藉由使用如此的陶瓷的結晶彼此間高溫燒成時被緻密結合的燒結體，可期待對於電漿的消耗量被減低，異物的產生量被抑制。如此使用氧化鋁陶瓷的燒結體作為靜電吸盤表面的介電質的構件時，一般使用以下那樣的工程製作。

(1)在陶瓷的印刷電路基板以印刷等來使靜電吸附用的內部電極圖案化，在其他的印刷電路基板被覆內部電極，以高溫‧高壓化燒結。(2)將陶瓷研磨至預定的厚度、平面度。平面研磨後，因應所需進行表面形狀加工。(3)對於構成試料台的基材的圓板或具有圓筒形的金屬製的電極塊的上面，其間夾著黏著劑來接合固定上述製作的靜電吸盤。

藉由上述的方法，完成在電極塊上黏著具有靜電吸盤機能的燒結體的試料台。另外，一般電極塊是在其內部配置有流路，該流路是流動有用以將試料台或基材的溫度調節成所望的值的範圍之冷媒。

如此的試料台的構成是例如在日本專利第4881319號公報(專利文獻2)中揭示有在台座上設置加熱器及金屬或陶瓷板，且在其上段具有電介質材料層，各層藉由黏著劑來接合構成的靜電吸盤。本以往技術是揭示將試料台的試料載置面的面內方向的黏著劑的厚度的變動(亦即平行度)壓在0.0000254m以下，藉此抑制黏著層的面內的熱傳導的變動，進而謀求電介質材料層的面內溫度均一化。

〔先行技術文獻〕〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本特開2004-349664號公報

〔專利文獻2〕日本特許第4881319號公報

在上述的以往技術中，由於有關其次的點的考慮不夠充分，因此發生問題。

亦即，在利用黏著劑來將具有靜電吸盤用的內部電極的燒結體貼附於電極塊的試料台構成中，當燒結體與電極塊的構成材料不同時，在控制試料台的溫度(使上昇或下降)時，恐有因燒結體與電極塊的熱膨脹差而發生燒結體的剝離之虞。特別是在將來的電漿處理裝置中，可預想試料之半導體晶圓的直徑擴大(從(直徑)300mm增大至450mm)。

因次，隨著試料的尺寸的變更，被要求試料台徑的擴大或試料台的溫度調節可能的範圍的擴大，隨著如此的試料的尺寸的增大，可預想構成試料載置面的燒結體是成為更容易發生剝離的條件。亦即，經由黏著層來接合於試料台的基材的上面的燒結板是與構成基材或黏著層的材料的熱膨脹的比例或特性不同，因此當處理的溫度相對性高時，在試料台與燒結板之間變形的差會過大，而有在黏著層有基材或燒結板之間發生龜裂或缺損、剝離之虞。

如此，在以往的技術是有關構成試料台的試料載置面的燒結體或黏著層從試料台本體的側剝離的試料的溫度的均一性受損或形成異物而成為處理的良品率降低的原因方面考慮不夠充分。

本發明的目的是在於提供一種可提升處理的良品率之電漿處理裝置。

上述目的是藉由下述的電漿處理裝置來達成，該電漿處理裝置係具備：真空容器；處理室，其係配置於此真空容器內部，在內側形成電漿；試料台，其係配置於此處理室的下方，利用前述電漿的處理的對象之試料係被載置於其上面；介電質製的燒結板，其係構成此試料台之載置前述試料的載置面；金屬製的基材，其係於燒結板的下方，經由利用黏著劑所構成的黏著層來予以接合；及冷媒流路，其係配置於基材的內部，流通冷媒，在外周側的部分產生的剪斷力小於前述黏著層的前述試料台的中心側的部分。

藉由燒結體與電極塊的熱膨脹差所產生的黏著劑接合界面應力(以下稱應力)是在試料台的最外周附近成為最大。因此，增加外周位置的黏著劑的厚度或利用軟質的黏著劑來使接合界面的應力緩和。藉此，在電極塊可選擇高熱膨脹材(設計的限制解消)，在次世代成為必要的試料台的大型化、溫度控制範圍擴大等也可對應。

另外，黏著劑厚度是對於電極塊及燒結體的熱通過特性也會影響，因此設為：在試料台面內的廣域使黏著劑形成薄來確保高的熱傳導性，只在應力變高的外周部增加黏著劑厚度之構造。

1‧‧‧電極塊

2‧‧‧黏著層

2-1‧‧‧外周黏著層

2-2‧‧‧硬質黏著層

2-3‧‧‧軟質黏著層

3‧‧‧燒結板

4‧‧‧內部電極

5‧‧‧試料

6‧‧‧冷媒流路

7‧‧‧黏著輔助層

8‧‧‧加熱器層

9‧‧‧高頻電源

21‧‧‧真空容器

22‧‧‧窗構件

23‧‧‧處理室

24‧‧‧氣體導入管

25‧‧‧處理氣體

26‧‧‧排氣口

27‧‧‧壓力調節閥

28‧‧‧渦輪分子泵

29‧‧‧微波振盪機

30‧‧‧電場

31‧‧‧導波管

32‧‧‧螺線線圈

33‧‧‧電漿

34‧‧‧溫調單元

101‧‧‧試料台

圖1是表示本發明的實施例的電漿處理裝置的構成的概略的縱剖面圖。

圖2是模式性地擴大表示圖1所示的實施例的試料台的構成的縱剖面圖。

圖3是模式性地表示黏著層的形狀與發生在黏著層的內部的應力的關係的圖表。

圖4是表示本發明的試料台黏著層的第二例的圖。

圖5是模式性地表示圖1所示的實施例的變形例的試料台的構成的縱剖面圖。

圖6是模式性地表示圖1所示的實施例的別的變形例的試料台的構成的縱剖面圖。

圖7是模式性地表示圖1所示的實施例的別的變形例的試料台的構成的縱剖面圖。

以下，利用圖面來說明本發明的實施例。

〔實施例1〕

利用圖1乃至圖5來說明本發明的第1實施例。圖1是表示本發明的實施例的電漿處理裝置的構成的概略的縱剖面圖。特別是在圖1中顯示為了在真空容器內部的處理室形成電漿而與微波的電場一起供給取得相互作用的磁場，利用電子迴旋共振(Electron Cyclotron Resonance：ECR)，蝕刻半導體晶圓等的試料的上面的膜構造之裝置。

本實施例的電漿處理裝置大致具備：真空容器21，其係具有在內部形成電漿的處理室23；電漿形成部，其係配置於該真空容器的上方，形成用以在處理室23內形成電漿的電場或磁場；及排氣部，其係配置於真空容器21的下方，與處理室23連通，具有將內側的空間排氣而減壓的渦輪分子泵等的真空泵。

處理室23是具有圓筒形的空間，予以在外周包圍而配置的真空容器21是具有金屬製的圓筒形部分。

在真空容器21之具有圓筒形的側壁的上方配置有窗構件22，該窗構件22是載於該側壁的上端，具有圓板形狀，藉由上述微波的電場可透過內部的石英所構成。在側壁的上端與窗構件22的外周緣的下面之間是夾著O型環等的密封構件來保持，該O型環等的密封構件是氣密地密封處理室23的內部與形成大氣壓的外部的空間之間，窗構件22是將真空容器21予以構成。並且，在處理室23內部的下方設置具有圓筒形的試料台101，且在此上面上具備用以載置具有圓板形狀的半導體晶圓等的基板狀的試料5之圓形的載置面。

在真空容器21的側壁的上部連結氣體導入管24，流動於氣體導入管24內部的處理用氣體25會通過配置於窗構件22的下方之氣體導入孔，導入至處理室23。被導入至處理室23內的處理用氣體25是藉由被供給至處理室23內的電場及磁場的相互作用來激發而形成電漿33。

在試料台101的下方的處理室23的下部是配置有排氣口26，連通排氣部與處理室23內部。被導入至處理室23的處理氣體25或電漿、及在試料5的處理中產生的反應生成物等的處理室23內的粒子會藉由排氣部的動作來通過排氣口26排氣。

在排氣口26的下方，真空泵之一種類的渦輪分子泵28會中間夾著壓力調節閥27來連結而配置。藉由調節壓力調節閥27的開度的調節之排氣的量與來自氣體導入孔的處理氣體25的流入量的平衡，使處理室23的壓力調節成適於處理的壓力(本例是數Pa程度)，該壓力調節閥27是繞著穿過流路的軸旋轉，而增減流路的剖面積，該流路是延伸於水平方向連結排氣口26或排氣口26與渦輪分子泵28的入口之間。

真空容器21的處理室23的上方的電漿形成部是具備：微波的電場傳播於內部的導波管31、及配置於此導波管31的端部，振盪而將微波的電場形成於導波管31內的微波振盪機29。並且，導波管31的另一端部是與配置於窗構件22的上方的圓筒形的空間的上部連結。

藉由微波振盪機29所生成的微波的電場30是通過導波管31從上方導入至圓筒形的空間，微波的電場是在空間的內部共振其特定的形式而增大。微波的電場30是在如此的狀態下通過窗構件22而從上方導入至處理室23內。

並且，在真空容器21的處理室23的上方及此處理室23以及導波管31的水平方向的周圍，包圍處理室23配置有複數個的螺線線圈32，在此施加直流電力而形成的磁場會被供給至處理室23內。磁場是以能夠形成ECR的方式調節成適合於微波的電場30的頻率之密度或強度。

在本實施例中，為了控制半導體晶圓之試料5的溫度，而使冷媒流通至配置於試料台101的內部的冷媒流路5，使在冷媒與試料台進而試料5之間熱交換。冷媒流路5是經由冷媒流動於內部的管路來連結溫調單元34，在冷卻器等的溫調單元34中其溫度被調節於預定值的範圍內之冷媒會通過管路流入至冷媒流路6，一面通過一面熱交換後排出，通過管路而回到溫調單元，構成循環的冷媒路徑。

並且，在試料台101內部是配置有未圖示的金屬製的圓筒形或圓板形狀的基材，該基材是在其內部具有上述冷媒流路6，且與供給高頻電力的高頻電源9電性連接。並且，試料台101是其上面構成具有在上方載置試料5的圓形的平面，且具備配置有罩的凹部，該罩是包圍該圓形的上面的外周來覆蓋試料台101而自電漿33加以保護。

如上述般構成的電漿處理裝置的真空容器21的側壁是連結未圖示的別的真空容器，配置於此別的真空容器內部的搬送用的空間，在內部配置有搬送用的機器人的真空搬送室與真空容器23內的處理室23之間是藉由搬送試料5而通過的通路之閘門來連通。處理前的試料5是在保持於真空搬送室內的機器人的伸縮臂上的狀態下，使真空容器21與真空搬送室之間的閘門的連通開放或氣密地密封之未圖示的閘閥被開放的狀態下，從真空搬送室搬入至處理室23內，交接至試料台101而載於載置面的上面。

與載置面接觸而載於其上的試料5是藉由供給電力至未圖示的靜電吸盤而形成於構成載置面的介電質的構件之電荷的靜電力來靜電吸附於載置面上。在此狀態下，供給熱He等的傳達用的氣體至試料5的背面與載置面之間，促進試料5與載置面的介電質材料進而與試料台101之間的熱傳達。

處理氣體25會從氣體導入孔，自處理室23的上部供給至內部，且藉由渦輪分子泵28及壓力調節閥27的動作，將來自排氣口26之處理室23內的氣體或粒子排出至處理室23外。藉由處理氣體25的導入量與來自排氣口26之粒子的排氣量(速度)的平衡，處理室23內部的壓力會被調節成所期的範圍內的值。

在此狀態下，微波的電場及藉由螺線線圈32所生成的磁場會通過導波管31及窗構件22來供給至處理室23內，利用藉由微波的電場30與來自螺線線圈32的磁場的相互作用所形成的ECR來激發處理氣體25的粒子而於處理室23內生成電漿33。在被保持於試料台101的載置面的試料5的上面所配置的處理對象的膜是藉由電漿33中的荷電粒子與所被激發的活性粒子的相互作用來實施蝕刻。本實施例是藉由具備處理中被溫度調節的冷媒循環而供給至試料台101內部的循環路，來將試料台101進而試料5的溫度調節成適於處理的值的範圍內。

一旦藉由未圖示之判定處理的終點的檢測器來檢測出處理的終了，則電場及磁場的供給會被停止而電漿33被消滅，閘閥開放，搬送用的機器人的臂伸長，進入處理室23內，從試料台101上的位置將試料5接於臂上後，臂會收縮而將試料5搬出至處理室23外後，別的處理前的試料5會被搬入至處理室23內。

其次，利用圖2來說明本實施例的試料台101的詳細的構成。圖2是模式性地擴大表示圖1所示的實施例的試料台的構成的縱剖面圖。

在本實施例中，試料台101是在熱交換媒體(以下稱冷媒)流通於內部的路徑之冷媒流路6配置於內部的金屬製的圓筒形狀的構件之電極塊1的上面上方經由黏著層2來配置具有取得靜電吸附機能的圓板形狀之燒結板3。在燒結板3的內部是配位有內部電極4，對內部電極4施加直流的電壓而形成所期的極性，藉此在燒結板3上面的內側蓄積電荷形成靜電，載於上面上方的試料5會被吸附於燒結板3上面而保持。

燒結板3是將氧化鋁或氧化釔等的單一或複數的陶瓷材料燒成預定的圓板形狀而構成的介電質製的構件。包含配置於其內部的內部電極4的燒結板3是亦可燒成預先包含於形成圓板形狀的上述陶瓷材料製的未燒成的構件內部者，或亦可在同徑的別的燒結板之間配置膜狀的電極而以該等的燒結板構件來夾持接合形成。

如上述般，本實施例是在處理中或其前後的時間，在電極塊1內部的冷媒流路6中供給循環藉由溫調單元34來使溫度形成於預定的範圍內的值之冷媒，電極塊1進而試料5會被調節至適於處理的所望的溫度。在形成電漿33的狀態下，試料5是其上面會暴露於電漿33接受來自電漿的熱而溫度上昇，試料5的熱是被傳達至構成試料的載置面的燒結板3。而且，熱是通過燒結板3來傳達至金屬製的電極塊1，流動於冷媒流路6的冷媒會與電極塊1熱交換。此結果，冷媒與試料5會熱交換。

如此從電漿33傳達至試料5的熱是被傳達至燒結板3、電極塊1。當電極塊1與燒結板3為相異的材料，例如電極塊1為鋁，燒結板3為氧化鋁陶瓷所構成時，由於構成各構件的材料的線膨脹係數不同，因此構件的膨脹的大小不同，因為如此的膨脹量的差，剪斷力會作用於各構件，特別是接合或連接其他構件的部分的表面。

亦即，在使供給至冷媒流路6的冷媒的溫度上昇或下降時，在電極塊1及燒結板3產生的熱膨脹量或熱收縮量會在該等電極塊1及燒結板3有所不同，模式性在兩者之間接合該等的黏著層2的內部產生所欲予以剪斷的應力。此結果當產生的應力超過與黏著層2的表面的電極塊1或燒結板3的表面之間的黏著力的強度時，該等之間會發生剝離。

次世代的蝕刻裝置是被要求晶圓直徑的擴大(300→450mm)或擴大蝕刻時的晶圓溫度的控制的範圍。當載置於燒結板3上的試料5的尺寸變更大，電極塊1及燒結板3的外徑擴大時，或調節試料台101的溫度的範圍被擴大時，產生於黏著層2的應力會藉由上述膨脹的量的差異而變更大。

另一方面，求得的試料5與冷媒流路6或電極塊1之間的熱傳達的性能是與以往相同或變更高，因此可預想黏著層2的厚度t1被要求更小。此情形在以往的構成中產生的剪斷力會增大，對於如此的力量，需要在黏著層2與予以夾著的2個構件之間可抑制剝離的構造上下工夫。

圖3是模式性地表示圖2所示的實施例的試料台101的黏著層的構成的縱剖面圖。圖3(a)是表示在黏著層2的外周緣部配置擴大厚度的外周黏著層2-1的構成。

起因於上述的電極塊1與燒結板3的膨脹係數的差所產生的剪斷力而在黏著層2發生的應力是當黏著層2的厚度t1在中央側部分為均一或近似於視為均一程度的值時，最外周緣部分成為最大。於是，本實施例是在黏著層2的外周緣部配置其厚度比中央側部分的厚度t1大的外周黏著層2-1，藉此使在外周黏著層2-1產生的應力緩和。

在圖3(a)中，外周黏著層2-1是在電極塊1的上面以深度能夠從圓筒形的電極塊1的中心往外周變大的方式，在以階差區劃而配置的環狀的凹陷部之上配置黏著層2，在其上載置具有均一或近似於視為均一程度的值的厚度之燒結板3而接合，藉此使厚度形成比電極塊1上面的中央側的領域大。而且，在圖3(b)中，外周黏著層2-1是顯示凹陷部為由藉由另外別的階差所區劃的2個領域所構成的例子。

由於在黏著層2的內部產生的應力是隨著接近電極塊1或燒結板3的外周緣而增加，因此在圖3(b)中位於最外周側的外周黏著層2-1-2的厚度t3是形成比藉由階差而區劃的中央側的外周黏著層2-1-1的厚度t2更大，更緩和外周黏著層2-1內部的應力。在本實施例中顯示，對於中央側的部分配置成同心狀且以環狀的凹陷部的階差所區劃的領域是在電極塊1的半徑方向多重地配置2個，外周黏著層2-1會被區劃成2個的例子，但本發明並非限於此，外周黏著層2-1是亦可設為藉由具備更多的階差的更多數的凹陷部所構成者。

圖4是模式性地表示黏著層的形狀與發生在黏著層的內部的應力的關係圖表。在橫軸表示半徑位置，在縱軸表示黏著層內部之規格化的應力。圖4(a)是發生在黏著層上部的黏著界面附近的應力，圖4(b)是發生在黏著層下部的黏著界面附近的應力。

在此，電極塊1的材料是Al(A5052)，厚度50mm，黏著層2是環氧基樹脂系黏著劑，厚度0.5mm，燒結板3是氧化鋁陶瓷，厚度2mm的情況。並且，試料台101的外徑是設為450mm。試料台101溫度是全體一樣變化，室溫20℃時發生於黏著層的應力是假定零，而以將電極塊1的溫度增加至70℃(溫度上昇量為50℃)時算出應力相對於離電極塊1的中心之半徑位置的變化的大小的值作為圖表顯示。

若根據本圖，則可知如上述般在黏著層2的內部產生的應力是朝電極塊1或燒結板3的外周緣增加。並且，可知在黏著層2的外周側部分具備外周黏著層2-1時，在外周部產生的應力會減低。

本圖的外周黏著層2-1的尺寸，在圖3(a)中，外周黏著層2-1是R=215~225mm，厚度t2=1mm，圖3(b)的外周黏著層2-1-1是R=200~215mm，厚度t2=1mm，外周黏著層2-1-2是R=215~225mm，厚度t3=2mm。並且，隔開電極塊1上面的凹陷部的階差的剖面上的角部是以應力的集中不會產生於該角部的方式設為R形狀。另外，為了防止應力的集中，亦可將階差部形成錐形形狀。

如上述般，本例是在黏著層2的外周緣部配置增大厚度的外周黏著層2-1，藉此外周黏著層的應力會被減低。另一方面，在外周黏著層2-1中當黏著層2的厚度增加時，會擔心在黏著層2的外周緣部中，電極塊1與燒結板3之間的熱通過的性能(熱透過率或熱傳達率)降低。對於如此的課題，亦可將同心狀配置於電極塊1內的多重的冷媒流路6的至少1周配置成位在對應於外周黏著層2-1的電極塊1上面的外周部的凹陷部的正下方。

圖5是模式性地表示圖1所示的實施例的變形例的試料台的構成的縱剖面圖。圖5(a)是表示在燒結板3經由黏著層2來接合的電極塊1的載置面與黏著層2之間配置黏著輔助層7的構成。

一般，黏著劑是黏著力會按照黏著對象而變化。例如，特定的黏著劑是對於氧化鋁陶瓷的燒結板3顯示高的黏著力，但對於鋁製的電極塊1則是黏著力低。為了提高如此的情況的黏著力，本例是在黏著層2與電極塊1的載置面之間配置藉由與燒結板3相同的材質所構成的膜層之黏著輔助層7。

亦即，當燒結板3為氧化鋁時，在電極塊1的表面預先形成藉由氧化鋁所構成的膜或層之後，在該膜上隔著黏著層2來載置燒結板3而與電極塊1接合。藉由具備如此的黏著輔助層7，黏著層2是在其上面、下面皆可發揮高的黏著力。

如此的黏著輔助層7是可適用以往的技術來實現，例如藉由高溫半溶融狀態下噴塗氧化鋁的粒子之熱噴塗來形成，或藉由陽極氧化電極塊1的上面來形成等以往的技術。另外，黏著輔助層7也可想像成為阻礙電極塊1與燒結板3之間的熱通過的主要因素。於是，如圖5(b)所示般，亦可只在應力值變高的外周黏著層2-1的下方配置黏著輔助層7，在中央部側是不夾黏著輔助層7來使電極塊1上面與黏著層2接觸。

上述變形例是在電極塊1的上面與黏著層2之間配置黏著輔助層7，但亦可在燒結板3與黏著層2之間配置藉由與電極塊1同材料所構成的黏著輔助層7。

利用圖6來說明有關上述實施例的別的變形例。圖6是模式性地表示圖1所示的實施例的別的變形例的試料台的構成的縱剖面圖。

本例也是在電極塊1上面的上方配置具有靜電吸附機能的燒結板3，隔黏著層2來與電極塊1接合。而且，本例是在黏著層2的內部配置有金屬製的膜之複數的加熱器層8。本例的加熱器層8是配置有被配置於燒結板3內部的靜電吸附用的內部電極4之領域的一部分，或將全體配置於含在內側的領域。

藉由如此的加熱器層8的配置，有關載置面的面內方向，溫度的分布的不均一會被減低，可使試料5的溫度的分布更接近均一者。或，減低偏離所期的溫度分布，使處理的結果接近所望的形狀，提升處理的良品率。

本例是將黏著層2中燒結板3與加熱器層8之間的部分之上部的厚度設為t1，將加熱器層8與電極塊1之間的下部的厚度設為t2，且將與圖1同樣在對應於燒結板3或電極塊1上面的外周緣部的位置所配置的外周黏著層2-1的厚度設為t3。

具備加熱器層8的黏著層2的厚度是符合t3>(t1+t2)的關係。並且，最外周側的加熱器層8的外周緣是配位在比燒結板3或電極塊1的上面的外周緣還內側，藉此在黏著層2的外周緣部配置有外周黏著層2-1。

又，亦可替換加熱器層8，配置使熱分散至載置面或電極塊1上面的面內的方向之金屬板。另外，即使是本變形例的構成，也可與圖5同樣在黏著層2與上方或下方的構件之間配置由與該等上下的構件相同的材料所構成的黏著輔助層7。

其次，利用圖7來說明有關上述實施例的別的變形例。圖7是模式性地表示圖1所示的實施例的別的變形例的試料台的構成的縱剖面圖。

在本例中也與圖1的實施例同樣，在電極塊1上面上方，內部具有靜電吸附用的內部電極4之燒結板3會夾著黏著層2來與電極塊1接合而配置。本例是使用黏著層2的材料按照燒結板3或電極塊1的半徑方向的位置而有所不同者，在中央側的領域配置使用硬度大的硬質黏著劑之硬質黏著層2-2，在外周側的領域配置使用硬度小的軟質黏著劑之軟質黏著層2-3。

如前述般，在外周緣部的黏著層2產生的應力是比中央側更高，因此在外側側的領域使用更軟質的黏著材，擴大外側側領域之黏著層2的容許變形的量，降低黏著層2內的剪斷力之應力。另外，硬質及軟質是只要以黏著劑硬化時的黏著層2的楊氏模數來規定即可，此情況與中央側的領域比較，外周側的領域的黏著劑選擇較低楊氏模數者，構成黏著層2。

在接合電極塊1與燒結板3的黏著層2的內側的領域與外側的領域使用不同材料的黏著劑之製造本變形例的試料台101的工程的概略是如其次般。

(1)在電極塊1的上面，於接合燒結板3的表面塗佈黏著劑，在其上面載置燒結板3。本例是使用熱硬化型的黏著劑。

(2)然後，至黏著層2成為所望的厚度為止，在電極塊1或燒結板3於夾持該等之方向(圖7的圖上上下方向)施加荷重。如此一來，多餘的黏著劑會從電極塊1或燒結板3所被黏著的對象的部分的表面擠出至外周側。

(3)將電極塊1或試料台101全體加熱而使黏著劑熱硬化。

(4)除去在工程(2)中被擠出至黏著對象的面的外周的狀態硬化後的黏著劑。如此多餘的黏著劑是藉由以往已知的方法來除去。

當構成黏著層2的黏著劑是使用中央側的領域與外周側的領域為不同的材料或材質的黏著劑時，恐有在(2)的工程中發生，隨著燒結板3與電極塊1之間的距離變小，中央側的領域的黏著劑被擠出，流入至外周側的領域，該等黏著劑變質，或在外周側的領域軟質黏著劑2-3完全被擠出而黏著層2至外周緣部為止形成硬質黏著劑2-2等不良情況之虞。又，例如在中央側的領域中使用熱硬化型，在外周側的領域中使用室溫硬化型的黏著劑時，在(2)的工程正以使黏著層2的厚度能夠成為所期者的方式互相擠壓燒結板3與電極塊1時，外周側的領域的黏著劑的硬化開始，結果可想像難以精度佳地管理黏著層2的厚度。

為了迴避如此的問題，首先在只塗佈中央側的領域的黏著劑的狀態下實施(1)，(2)，(3)的工程。然後，在電極塊1與燒結板3之間洗滌該等的外周側的領域的空間，在本來應配置軟質黏著層2-3的外周側的領域去除從中央側的領域擠出的黏著劑。

其次，只要在外周側的領域的洗滌之後在該領域中導入充填外周側用的硬度小的黏著劑而使外周側的領域的黏著劑硬化即可。而且，使黏著層全體昇溫，使中央側的領域的黏著劑硬化，而以黏著層2全體硬化後的黏著劑來構成。

另外，亦可在外周側的領域中以能夠實現實施上述硬質的黏著劑的洗滌及軟質的黏著劑的導入的工程時的作業的效率的提升或黏著劑之間的間隙的減低之方式，在黏著層2的外周側的領域中擴大電極塊1與燒結板3之間的間隙。亦即，亦可在圖3，5所示的構成中供給軟質黏著劑作為配置於外周緣部的凹陷部的外周黏著層2-1。

另外，外周領域的黏著劑也有可能暴露於電漿處理中所產生的自由基(化學活性種)、紫外線等，因此選擇對於電漿也耐性高的材料為理想。

上述實施例是具備使起因於電極塊1與燒結板3的熱膨脹率的差而在該等之間的黏著層2產生的剪斷應力減低之構成。若根據如此的構成，則可提供一種對應於例如450mm晶圓等試料的大徑化來使良品率提升的處理裝置。

並且，構成試料台101的構件彼此間的剝離或缺損、間隙的發生會被抑制，試料5與試料台101之間的熱傳達在試料5的載置面的面內方向成為不均一的情形會被抑制。因此，可減少自試料5的溫度的所期者偏離，以高精度實現溫度，且可更擴大能實現該溫度的範圍。藉此，可以高精度電漿處理大面積的試料。

又，近年來的電漿處理裝置有實施洗滌的處理者，該洗滌的處理是在蝕刻處理等的試料5的處理的工程完了後，試料5從處理室23搬出，在處理室23內形成電漿，處理室23內的構件的表面會藉由與電漿的相互作用來洗滌。在如此的洗滌時，試料台101的表面是直接暴露於電漿，但上述實施的例子因為載置試料5而靜電吸附的表面的構件是以燒結板3的介電質所構成，且採用庫倫吸附方式，所以吸附力的歷時變化及異物的發生會被抑制。

〔產業上的利用可能性〕

本發明所提案的半導體製造裝置用試料台是不限於上述電漿處理裝置的實施例，在灰化裝置、濺射裝置、離子注入裝置、光阻塗佈裝置、電漿CVD裝置、平板顯示製造裝置、太陽電池製造裝置等需要精密的晶圓溫度管理的其他裝置也可轉用。