TWI470691B - 靜電式夾持裝置 - Google Patents

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Yasuharu Sasaki
Kenji Masuzawa
Toshiyuki Makabe
Mamoru Kosakai
Takashi Satou
Kazunori Ishimura
Ryuuji Hayahara
Hitoshi Kouno
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Tokyo Electron Ltd
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Description

靜電式夾持裝置
本發明係關於一種靜電式夾持裝置，更詳而言之，係關於一種適用於高頻放電方式之電漿處理裝置之靜電式夾持裝置，該高頻放電方式之電漿處理裝置係對電極施加高頻而產生電漿，且藉由此電漿對半導體晶圓等之板狀試料施加電漿蝕刻等之電漿處理。
本案係根據2009年12月10日於日本申請之日本特願2009-280672號主張優先權，且在此引用其內容。
以往，在IC(積體電路)、LSI(大型積體電路)、VLSI(超大型積體電路)等之半導體器件(device)、或液晶顯示器等之平面顯示器(flat panel display，FPD)等之製造過程中之蝕刻、沉積、氧化、濺鍍等之處理中，大多係利用電漿，以使處理氣體在相對較低溫下進行良好的反應。
例如，在使用矽晶圓(silicon wafer)之半導體器件的蝕刻步驟中，係使用高頻放電方式之電漿蝕刻裝置。
然而，在此電漿蝕刻裝置中，係產生在矽晶圓中央部之蝕刻特性、與在此矽晶圓之外周部之蝕刻特性不同的現象。
因此，為了使此矽晶圓之蝕刻特性在面內均勻化，係以包圍此矽晶圓之方式，在此矽晶圓之外側配置環狀之聚焦環(forcus ring)。
然而，在使用聚焦環之情形下，於對於矽晶圓施加電漿蝕刻時，亦會在矽晶圓之中央部與外周部之間產生溫度差，且由於此溫度差而於在矽晶圓中央部的蝕刻率(etching rate)、與在外周部的蝕刻率上產生差異。
此種情形下，在矽晶圓之面內的蝕刻結果會成為不均勻的狀態，因此，由於此蝕刻導致面內加工形狀的不均勻，而有所獲得之半導體器件特性良率降低的問題。
為了解決此問題，乃提出一種在聚焦環內部的表面附近，以不露出該表面之方式配置溫度感測器之構成的磁控管(magnetron)型電漿蝕刻處理裝置(專利文獻1)。
在此電漿蝕刻處理裝置中，係藉由溫度感測器恆常地檢測聚焦環的溫度，並進行聚焦環的溫度控制，藉此將聚焦環之溫度控制保持在與矽晶圓相同的溫度。因此，抑制在矽晶圓上與聚焦環上之徑向(radical)之表面反應的差異，並抑制矽晶圓之面內之蝕刻率的變動，而改善蝕刻的均勻性。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-164323號公報
然而，在上述習知之將溫度感測器設於聚焦環之電漿蝕刻處理裝置中，於將電漿照射於矽晶圓時，由於此電漿照射而使得在聚焦環表面的升溫速度較在矽晶圓之面內的升溫速度慢，因此在電漿照射的初期階段中，聚焦環的表面溫度被抑制成較矽晶圓之表面溫度為低。此外，在電漿照射的最終階段中，反而會由於聚焦環的表面溫度較矽晶圓之表面溫度高，因此在聚焦環與矽晶圓之間產生溫度差，結果，會有矽晶圓之面內溫度亦不穩定之問題。
此外，在此電漿蝕刻處理裝置中，在電漿照射時雖亦可使用冷卻器來將聚焦環予以冷卻，惟此時難以藉由冷卻器來調整聚焦環因電漿照射所導致的溫度上升，而難以將聚焦環之表面溫度以良好的精確度進行調整。
如此，在將溫度感測器設於聚焦環之情形下，由於在矽晶圓面內之蝕刻結果亦成為不均勻的狀態，因此會有所獲得之半導體器件之特性的良率因為此蝕刻導致面內加工形狀的不均勻而降低的問題。
再者，由於難以調整聚焦環之表面溫度，因此此聚焦環之表面溫度較矽晶圓之表面溫度為低時，會有沉積物易於沉積在此聚焦環上之問題。
本發明係有鑑於上述情形而研創者，其目的在提供一種靜電式夾持裝置，於應用於電漿蝕刻裝置等之處理裝置時，可藉由調整以包圍矽晶圓等之板狀試料之方式所設之聚焦環部的溫度，將處理中之聚焦環部的溫度保持為一定，而可使板狀試料之外周部的溫度穩定化，因此可使板狀試料之面內的蝕刻特性均勻化，而可防止沉積物沉積在聚焦環上。
本發明人等致力於解決上述問題進行檢討結果，發現將以包圍靜電式夾持部之方式設置之環狀聚焦環部，設計成具備聚焦環、陶瓷板、由非磁性體所構成之加熱器部、及對該加熱器部供電之電極部的構成，即可藉由調整該聚焦環部之溫度，將處理中之聚焦環部之溫度保持為一定，且可使矽晶圓等之板狀試料之外周部之溫度穩定化，因而可使板狀試料之面內之蝕刻特性均勻化，再者，可防止沉積物沉積於聚焦環上，而完成本發明。
亦即，本發明之靜電式夾持裝置係包括以下態樣。
＜1＞一種靜電式夾持裝置，其特徵為具備：靜電式夾持部，將一主面作為載設板狀試料之載設面，並且內建有靜電式吸附用內部電極；環狀之聚焦環部，以包圍前述靜電式夾持部之方式設置；及冷卻基座(base)部，設於前述靜電式夾持部之另一主面側，用以冷卻前述靜電式夾持部及前述聚焦環部；前述聚焦環部係具備：聚焦環；陶瓷板，設於該聚焦環與前述冷卻基座部之間；加熱器(heater)部，由非磁性體所構成，且設於該陶瓷板與前述冷卻基座部之間；及電極部，對該加熱器部供電。
＜2＞如前述＜1＞之靜電式夾持裝置，其中，前述陶瓷板係由環狀陶瓷板、將環狀陶瓷板朝周方向分割而成的複數個陶瓷片、及將環狀陶瓷板朝半徑方向分割而成的複數個環狀陶瓷片中之任一種所構成。
＜3＞如前述＜1＞或＜2＞之靜電式夾持裝置，其中，前述加熱器部係為薄板(sheet)狀之加熱器部。
＜4＞如前述＜1＞至＜3＞中任一項之靜電式夾持裝置，其中，前述加熱器部係藉由第1絕緣性黏著劑層固定於前述陶瓷板，及藉由第2絕緣性黏著劑層固定於前述冷卻基座部，而且，藉由此等第1絕緣性黏著劑層及第2絕緣性黏著劑層予以絕緣。
＜5＞如前述＜1＞至＜4＞中任一項之靜電式夾持裝置，其中，在前述冷卻基座部與前述加熱器部之間，設置絕緣性陶瓷膜或絕緣性有機薄膜(film)。
＜6＞如前述＜1＞至＜5＞中任一項之靜電式夾持裝置，其中，在前述聚焦環部設置溫度測量手段。
＜7＞如前述＜1＞至＜6＞中任一項之靜電式夾持裝置，其中，前述加熱器部之導電率為0.5×106 S/m以上且為20×106 S/m以下，而其熱膨脹率為0.1×10-6 /K以上且為100×10-6 /K以下。
＜8＞如前述＜1＞至＜7＞中任一項之靜電式夾持裝置，其中，前述加熱器部係由鈦或鈦合金所構成。
＜9＞如前述＜1＞至＜8＞中任一項之靜電式夾持裝置，其中，前述陶瓷板係具有絕緣性，而且熱傳導率為1W/mK以上。
＜10＞如前述＜1＞至＜9＞中任一項之靜電式夾持裝置，其中，前述加熱器部與前述冷卻基座部之間的熱傳導率係為400W/m2 K以上且為10000W/m2 K以下。
依據本發明之靜電式夾持裝置，係以包圍靜電式夾持部之方式設置環狀之聚焦環，且將此聚焦環部構成為具備聚焦環、設於該聚焦環與冷卻基座部間之陶瓷板、設於該陶瓷板與冷卻基座部之間且由非磁性體所構成的加熱器、及對該加熱器供電之電極，因此可藉由加熱器來調整聚焦環部的溫度，藉此將處理中之聚焦環部的溫度保持為一定。因此，可使矽晶圓等之板狀試料之外周部之溫度穩定化，因而可使板狀試料之面內之蝕刻特性均勻化。
此外，由於可將聚焦環之表面溫度以良好的精確度進行調整，因此可消除該聚焦環之表面溫度與板狀試料之表面溫度之間的溫度差，而可防止沉積物沉積於該聚焦物上。
說明本發明之靜電式夾持裝置之實施形態。
另外，以下各實施形態係為了更加理解發明之旨趣而具體說明者，只要未特別指定，均非用以限定本發明。
第1圖係為顯示本發明之一實施形態之靜電式夾持裝置之剖面圖，此靜電式夾持裝置1係具備以下構成：靜電式夾持部2；環狀之聚焦環部3，以包圍該靜電式夾持部2之方式設置；及冷卻基座部4，用以將該等靜電式夾持部2及聚焦環部3予以冷卻。
靜電式夾持部2係具備以下構成：圓形之介電層11，將上面(一主面)設計成用以載設半導體晶圓等板狀試料W之載設面；圓形之絕緣層12，與對向配置於該介電層11之下表面(另一主面)側之介電層11相同直徑；圓形之靜電吸附用內部電極13，夾置於此等介電層11與絕緣層12之間，且其直徑較介電層11及絕緣層12之直徑為小；環狀之絕緣材層14，以圍繞該靜電吸附用內部電極13之方式設置在靜電吸附用內部電極13之外周側；供電用端子15，連接於該靜電吸附用內部電極13之下表面中央部，用以施加直流電壓；及圓筒狀之絕緣碍子(insulator)16，藉由覆蓋該供電用端子15周圍而與外部絕緣。
介電層11及絕緣層12係以均具有耐熱性之陶瓷為佳，而以此陶瓷而言，係以由選自氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2 O3 )、氮化矽(Si3 N4 )、氧化鋯(ZrO2 )、賽隆(sialon)、氮化硼(BN)、碳化矽(SiC)之1種所構成之陶瓷、或包含2種以上之複合陶瓷為佳。
尤其，介電層11係由於上表面11a側成為靜電吸附面，因此尤以選擇介電率高的材質，且對於要靜電吸附的板狀試料W不會成為雜質者為佳，例如，以包含4重量%以上且為20重量%以下之碳化矽，且將剩餘部分設為氧化鋁之碳化矽-氧化鋁複合燒結體為佳。
靜電吸附用內部電極13係使用厚度為10μm至50μm左右之具有導電性的平板狀陶瓷。此靜電吸附用內部電極13之在使用靜電式夾持裝置1之溫度下的體積固有電阻值係以1.0×106 Ω‧cm以下為佳，尤佳為1.0×104 Ω‧cm以下。
以構成該靜電吸附用內部電極13之導電性陶瓷而言，係例如有碳化矽(SiC)-氧化鋁(Al2 O3 )複合燒結體、氮化鉭(TaN)-氧化鋁(Al2 O3 )複合燒結體、碳化鉭(TaC)-氧化鋁(Al2 O3 )複合燒結體、碳化鉬(Mo2 C)-氧化鋁(Al2 O3 )複合燒結體等。
絕緣材層14係用以將介電層11及絕緣層12予以接合一體化者，此外，係用以保護靜電吸附用內部電極13避開電漿者。以構成該絕緣材層14之材料而言，係以主成分與介電層11及絕緣層12相同之絕緣性材料為佳，例如，介電層11及絕緣層12為由碳化矽-氧化鋁複合燒結體所構成時，係以設為氧化鋁(Al2 O3 )為佳。
聚焦環部3係具備以下構成：聚焦環21，由內徑較靜電式夾持部2之直徑稍大而且外徑較冷卻基座部4之外徑稍大之環狀板材所構成；環狀之導熱薄板22，黏貼於該聚焦環21之下表面，內徑與聚焦環21之內徑相同而且外徑較聚焦環21之外徑為小；環狀之陶瓷環(陶瓷板)23，黏貼於該導熱薄板22之下表面，內徑及外徑與導熱薄板22大致相同；加熱器25，隔介薄板狀(第1)絕緣性黏接劑層24黏接於該陶瓷環23之下表面且由非磁性體所構成；加熱器電極26，接合於該加熱器25之下表面，用以對加熱器25進行供電；及圓筒狀之加熱器碍子27，藉由將該加熱器電極26之周圍予以覆蓋而與外部絕緣。
該聚焦環部3係隔介(第2)絕緣性黏接劑層28而黏接固定於冷卻基座部4。
該聚焦環21係控制為在電漿蝕刻等之處理步驟中成為與板狀試料W相同之溫度，因此其材質於例如用於氧化膜蝕刻時，以使用多晶矽、碳化矽等為佳。
導熱薄板22係用以將來自受溫度控制之陶瓷環23的熱予以傳遞至聚焦環21者，以使用傳熱率高的薄板狀者等為佳。
該導熱薄板22為了持續良好地保持聚焦環21與陶瓷環23之間的導熱，將該導熱薄板22介設於聚焦環21與陶瓷環23之間時的熱傳導率需為500W/m2 K以上。
在此，熱傳導率未達500W/m2 K時，施加高頻時之聚焦環21之溫度上升的影響會變大，且無法藉由加熱器25及冷卻基座部4控制聚焦環21之溫度，因此不理想。
陶瓷環23係為由例如氧化鋁(Al2 O3 )、石英等所構成之具有絕緣性之環狀陶瓷板，而其熱傳導率為1W/mK以上。
該熱傳導率未達1W/mK時，無法將來自加熱器25之熱經由導熱薄板22迅速傳導至聚焦環21，而在聚焦環21之表面溫度與靜電式夾持部2之表面溫度之間產生溫度差。因此，載設於靜電式夾持部2之板狀試料W之表面溫度變得不穩定，結果，無法將經實施各種處理之板狀試料W之面內特性予以均勻化，故不理想。
該陶瓷環23除了第2圖所示之環狀外，亦可將經將環狀陶瓷板朝周方向分割為複數個之圓弧狀陶瓷片、例如第3圖所示之圓弧狀陶瓷片23a至23d組合成環狀，或是將經將環狀陶瓷板朝半徑方向分割為複數個之環狀陶瓷片、例如第4圖所示之環狀陶瓷片23e、23f組合成同心圓狀。
絕緣性黏接劑層24、28係以使用在-20℃至150℃溫度範圍內具有耐熱性之黏接劑為佳，例如以矽樹脂、含有氧化鋁或氮化鋁等之填充劑(filler)之矽樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂等為佳。尤其使用氧系電漿時，係以對氧系電漿具有優異耐電漿性之矽樹脂為佳。
該絕緣性黏接劑層24、28係可為相同材料，亦可為彼此不同的材料。此外，形狀亦可為薄板狀之黏接材，亦可為藉由熱或紫外線照射而硬化之液狀黏接劑等。總之，可配合要黏接之對象之構件之材料組成或形狀來適當選擇使用。
具體而言，例如，絕緣性黏接劑層24係以薄板狀環氧樹脂為佳，而絕緣性黏接劑層28係以矽樹脂為佳。
加熱器25係為透過陶瓷環23將聚焦環21之溫度以任意升溫速度加熱至預定溫度，藉此將聚焦環21之溫度控制為與板狀試料W相同的溫度者。為了充分地發揮作為加熱器25之功能，其導電率係以0.5×106 S/m以上且為20×106 S/m以下為佳，尤佳為0.9×106 S/m以上且為5×106 S/m以下。
此外，加熱器25在反覆進行升溫及降溫時，由於需要不會從陶瓷環23或冷卻基座部4剝離，故其熱膨脹率係以0.1×10-6 /K以上且為100×10-6 /K以下為佳，尤佳為0.1×10-6 /K以上且為20×10-6 /K以下，更佳為4×10-6 /K以上且為10×10-6 /K以下。
該加熱器25應用於使用高頻(RF)之電漿處理裝置時，係需為非磁性材料以使加熱器本體在施加高頻(RF)時不會因為高頻(RF)而自體發熱，而以使用由薄板狀之非磁性材料所構成之導電體為佳。以此種導電體而言，係例如有鈦箔、鈦合金箔等。
該加熱器25之厚度係以200μm以下為佳，尤佳為120μm以下。
藉由將該加熱器25之厚度設計為200μm以下，於將該加熱器25隔介絕緣性黏接劑層28黏接固定於冷卻基座部4時，可使陶瓷環23至冷卻基座部4之絕緣性黏接劑層28的厚度較薄。因此，可使在該絕緣性黏接劑層28所露出之端面曝露於電漿之面積較小。結果，可減輕在照射電漿時因為電漿所造成絕緣性黏接劑層28的損傷。
該加熱器25係隔介絕緣性黏接劑層24黏接於陶瓷環23之下表面，並且隔介絕緣性黏接劑層28而黏接固定於冷卻基座部4，再者，於該加熱器25在不接觸冷卻基座部4下，以良好地保持此等間之間隔之狀態予以保持，並且在此間隔填充絕緣性黏接劑。因此，可良好地保持與陶瓷環23及冷卻基座部4各個間之絕緣性，而可藉由此等絕緣性黏接劑層24、28來降低加熱器25之熱應力。
冷卻基座部4係為設於靜電式夾持部2及聚焦環部3之下側，用以將此等靜電式夾持部2及聚焦環部3之溫度控制為所希望的溫度，並且兼具有高頻產生用電極者。該冷卻基座部4係由鋁等之導熱性良好的金屬所構成，在其內部係形成有使水或有機溶媒等之冷卻用媒體循環之流路31，得以將載設於上述介電層11之上表面11a之板狀試料W的溫度維持於所希望的溫度。
在該冷卻基座部4中形成於加熱器25下側之貫通孔32，係固定有加熱器電極26及加熱器碍子27，此外，在形成於該冷卻基座部4之中央之貫通孔33，係固定有供電用端子15及絕緣碍子16，再者，在相對於冷卻基座部4之中心軸為與貫通孔32相反側之貫通孔34，係固定有光溫度計(溫度測量手段)35，藉由接收從陶瓷環23所發射之光來直接測量陶瓷環23之溫度。
該光溫度計35係可為直接測量加熱器25之溫度之構成，亦可為直接測量聚焦環21之溫度之構成。
在該光溫度計35中係串聯連接有溫度控制器(controller)36及加熱器電源37，而該加熱器電源37係連接於加熱器電極26。
在此，欲知陶瓷環23之溫度時，只要由該光溫度計35檢測從該陶瓷環23所發出之光，即可從該光之波長帶域直接獲知陶瓷環23之溫度。
在此，光溫度計35係將與該光對應之溫度值轉換為電信號，且輸出至溫度控制器36。在溫度控制器36中，係根據來自光溫度計35之電信號而將用以控制施加於加熱器25之電力的控制信號予以輸出至加熱器電源37。在加熱器電源37中，係根據自溫度控制器36所輸出之控制信號將所控制之電力施加於加熱器25，用以控制從該加熱器25所發出之熱量。
因此，藉由加熱器25，可將聚焦環21透過陶瓷環23以任意之升溫速度加熱至預定溫度，且可保持該溫度。此外，聚焦環21之溫度藉由電漿而上升時，藉由調整加熱器25之輸出，抑制聚焦環部3之溫度上升，因此，可將該聚焦環部3之溫度保持為一定。
該冷卻基座部4與陶瓷環23之間隔係為絕緣性黏接劑層24與加熱器25與絕緣性黏接劑層28之和，亦即為100μm至500μm。
如此，藉由將絕緣性黏接劑層24、加熱器25、絕緣性黏接劑層28重疊成層狀，即可將冷卻基座部4與陶瓷環23之間隔縮為極窄，因此，可透過陶瓷環23將聚焦環21之溫度以良好精確度控制於預定溫度。
該冷卻基座部4與加熱器25之間之傳熱率係以400W/m2 K以上且為10000W/m2 K以下為佳，尤佳為1000W/m2 K以上且為4000W/m2 K以下。
藉由將冷卻基座部4與加熱器25之間之傳熱率設為上述範圍，即可使流通預定電流於加熱器25時之陶瓷環23之升溫速度及冷卻速度、與靜電式夾持部2之升溫速度及冷卻速度大致一致，因此，可使聚焦環21之升溫速度及冷卻速度，與靜電式夾持部2之升溫速度及冷卻速度大致一致。
藉由以上方式即可使用加熱器25來調整聚焦環21之溫度，而將處理中之聚焦環21之溫度保持於一定。因此，可使矽晶圓等之板狀試料W之外周部之溫度穩定化，因而可使板狀試料W之面內之蝕刻特性均勻化。
此外，由於可以良好精確度調整聚焦環21之表面溫度，因此可消除該聚焦環21之表面溫度與載設於靜電式夾持部2之板狀試料W之表面溫度之間的溫度差，因此，可防止沉積物沉積於該聚焦環21上。
綜上所述，依據本實施形態之靜電式夾持裝置，由於將加熱器25設於陶瓷環23與冷卻基座部4之間，因此可減輕加熱器25發熱時對於陶瓷環23的應力。此外，由於非為將加熱器25埋入於陶瓷中之構成，因此可使製程簡化，而且亦可降低製造成本。
由於將加熱器25設計為非磁性體，因此即使施加高頻於該加熱器25時，亦無因高頻而產生發熱之虞。因此，即使施加高頻時，亦可避免自體發熱。
由於將加熱器25隔介絕緣性黏接劑層24、28固定於陶瓷環23及冷卻基座部4，因此絕緣性黏接劑層24、28會存在於陶瓷環23與冷卻基座部4之間，而緩和因為加熱器25之熱膨脹所產生之熱應力，並且亦可緩和因為陶瓷環23及冷卻基座部4之熱膨脹所產生之熱應力。
再者，由於在冷卻基座部4之貫通孔34固定有用以直接測量陶瓷環23之溫度之光溫度計35，因此可防止陶瓷環23之熱經由光溫度計35而逸散至冷卻基座部4。
此外，由於藉由光溫度計35直接測量陶瓷環23之溫度，因此不會有受到來自加熱器25之發熱之影響之虞，而可正確地測量陶瓷環23本身之溫度。
另外，為了提高冷卻基座部4與加熱器25之間之絕緣性，亦可在冷卻基座部4與加熱器25之間設置絕緣性陶瓷膜或絕緣性有機薄膜。
此外，在聚焦環21與陶瓷環23之間雖設有導熱薄板22，惟亦可設計成流通氦氣等之構成以取代導熱薄板22。
此外，以藉由光溫度計35直接測量溫度之對象而言，並不限定於陶瓷環23，亦可設計為直接測量聚焦環21或導熱薄板22之溫度。
第5圖係為顯示本實施形態之靜電式夾持裝置之變形例之剖面圖，此靜電式夾持裝置41與上述靜電式夾持裝置1不同之點係為將冷卻基座部分割成用以將靜電式夾持部2予以冷卻之具有厚度之圓版狀冷卻基座部42、與用以冷卻聚焦環部3而以包圍冷卻基座部42之方式設置之具有厚度的環狀冷卻基座部43之點，至於其他各點則與上述靜電式夾持裝置1完全相同。
依據該靜電式夾持裝置41，由於設有用以將靜電式夾持部2予以冷卻之具有厚度的冷卻基座部42、及用以將聚焦環部3予以冷卻之冷卻基座部43，因此可分別單獨藉由冷卻基座部42將靜電式夾持部2予以冷卻、及藉由冷卻基座部43將聚焦環部3予以冷卻，而可提高靜電式夾持部2及聚焦環部3各個之溫度控制性。
1、41．．．靜電式夾持裝置
2．．．靜電式夾持部
3．．．聚焦環部
4、42、43．．．冷卻基座部
11a．．．上表面
11．．．介電層
12．．．絕緣層
13．．．靜電吸附用內部電極
14．．．絕緣材層
15．．．供電用端子
16．．．絕緣碍子
21．．．聚焦環
22．．．導熱薄板
23a至23e．．．陶瓷片
23．．．陶瓷環(陶瓷板)
24．．．(第1)絕緣性黏接劑層
25．．．加熱器
26．．．加熱器電極
27．．．加熱器碍子
28．．．(第2)絕緣性黏接劑層
31．．．流路
32至34．．．貫通孔
35．．．光溫度計
36．．．溫度控制器
37．．．加熱器電源
W．．．板狀試料
第1圖係為顯示本發明之一實施形態之靜電式夾持裝置之剖面圖。
第2圖係為顯示本發明之一實施形態之靜電式夾持裝置之陶瓷環之形狀之一例之平面圖。
第3圖係為顯示本發明之一實施形態之靜電式夾持裝置之陶瓷環之形狀之另一例之平面圖。
第4圖係為顯示本發明之一實施形態之靜電式夾持裝置之陶瓷環之形狀之再一例之平面圖。
第5圖係為顯示本發明之一實施形態之靜電式夾持裝置之變形例之剖面圖。
1．．．靜電式夾持裝置
2．．．靜電式夾持部
3．．．聚焦環部
4．．．冷卻基座部
11a．．．上表面
11．．．介電層
12．．．絕緣層
13．．．靜電吸附用內部電極
14．．．絕緣材層
15．．．供電用端子
16．．．絕緣碍子
21．．．聚焦環
22．．．導熱薄板
23．．．陶瓷環(陶瓷板)
24．．．(第1)絕緣性黏接劑層
25．．．加熱器
26．．．加熱器電極
27．．．加熱器碍子
28．．．(第2)絕緣性黏接劑層
31．．．流路
32至34．．．貫通孔
35．．．光溫度計
36．．．溫度控制器
37．．．加熱器電源
W．．．板狀試料

Claims (11)

  1. 一種靜電式夾持裝置，其特徵為具備：靜電式夾持部，將一主面作為載設板狀試料之載設面，並且內建有靜電式吸附用內部電極；環狀之聚焦環部，以包圍前述靜電式夾持部之方式設置；及冷卻基座(base)部，設於前述靜電式夾持部之另一主面側，用以冷卻前述靜電式夾持部及前述聚焦環部；前述聚焦環部係具備：環狀之聚焦環；環狀之導熱薄板，設於該聚焦環之下表面；環狀之陶瓷板，設於該導熱薄板之下表面；薄板狀之加熱器(heater)部，由非磁性體之金屬所構成，設於該陶瓷板與前述冷卻基座部之間；及電極部，對該加熱器部供電；前述加熱器部係藉由第1絕緣性黏著劑層固定於前述陶瓷板，及藉由第2絕緣性黏著劑層固定於前述冷卻基座部，而且，藉由此等第1絕緣性黏著劑層及第2絕緣性黏著劑層予以絕緣。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之靜電式夾持裝置，其中，前述陶瓷板係包含將環狀陶瓷板朝半徑方向分割而成的複數個環狀陶瓷片。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之靜電式夾持裝置，其中，前述導熱薄板之熱傳導率係為500W/m2 K以上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之靜電式夾持裝置，其中， 在前述冷卻基座部與前述加熱器部之間，設置絕緣性陶瓷膜或絕緣性有機薄膜(film)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之靜電式夾持裝置，其中，在前述聚焦環部設置溫度測量手段。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之靜電式夾持裝置，其中，前述加熱器部之導電率為0.5×106 S/m以上且為20×106 S/m以下，而其熱膨脹率為0.1×10-6 /K以上且為100×10-6 /K以下。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之靜電式夾持裝置，其中，前述加熱器部係由鈦或鈦合金所構成。
  8. 如申請專利範圍第1所述之靜電式夾持裝置，其中，前述陶瓷板係具有絕緣性，而且熱傳導率為1W/mK以上。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之靜電式夾持裝置，其中，前述第2絕緣性黏著劑層係含有填充劑而構成者。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之靜電式夾持裝置，其中，前述加熱器部與前述冷卻基座部之間的熱傳導率係為400W/m2 K以上且為10000W/m2 K以下。
  11. 一種靜電式夾持裝置，其特徵為具備：靜電式夾持部，具有藉由靜電吸附在一主面載設板狀試料之載設面，並且內建有靜電式吸附用內部電極；環狀之聚焦環部，以包圍前述靜電式夾持部之方式設置；及冷卻基座部，設於靜電式夾持部之另一主面側，用 以冷卻前述靜電式夾持部及前述聚焦環部；前述聚焦環部係具備：聚焦環；陶瓷板，設於該聚焦環與前述冷卻基座部之間；加熱器部，由非磁性體所構成，設於該陶瓷板與前述冷卻基座部之間；及電極部，對該加熱器部供電；前述陶瓷板係包含將環狀陶瓷板朝半徑方向分割而成的複數個環狀陶瓷片。
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