WO2019065710A1 - 静電チャック装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an electrostatic chuck device.
- Priority is claimed on Japanese Patent Application Nos. 2017-189718 and 2017-189719, filed Sep. 29, 2017, the content of which is incorporated herein by reference.
- a plasma etching apparatus which generates a plasma in a sealable processing chamber to process a target substrate such as a semiconductor wafer.
- uniformity of etching rate in the plane of a wafer and uniformity of etching direction are required.
- the etching rate and the direction of etching can be influenced by the strength of the electric field in the plasma and the direction of the electric field lines. Therefore, the uniformity of the etching rate and the etching direction in the plane of the wafer of the plasma etching apparatus may be reduced.
- memory holes and the like of a three-dimensional NAND flash memory etching of deep holes in a multilayer film of insulating layers and electrode layers is required, and the etching rate and hole verticality in the plane of the wafer become particularly important.
- a plasma etching apparatus As a technique for solving the problem that the etching rate and the etching direction in the surface of the wafer become uneven, an electrode is provided on a table on which the substrate is placed, and high frequency power is generated in the surface of the wafer.
- a plasma processing apparatus which improves the in-plane etching rate of a wafer and the uniformity of the direction of etching by applying the above (see Patent Document 1).
- the plasma processing apparatus described above requires a plurality of electrodes for bias distribution control and a power supply, it leads to an increase in apparatus cost, and an electrode for electrostatically attracting the wafer to the electrostatic chuck portion, and bias distribution control It is necessary to install an electrode for this purpose, and as a result, the electrostatic chuck portion becomes thick, and the high frequency permeability of the electrostatic chuck portion is lowered.
- the present invention has been made in view of the above-described points, and provides an electrostatic chuck device capable of reducing non-uniform etching in the surface of a wafer.
- the present invention has been made to solve the above-described problems, and one aspect of the present invention is an electrostatic chuck having a sample mounting surface on which a sample is mounted and having a first electrode for electrostatic adsorption. And a cooling base portion mounted on the opposite side of the electrostatic chuck portion to the sample mounting surface to cool the electrostatic chuck portion, and bonding the electrostatic chuck portion and the cooling base portion An adhesive layer, and the electrostatic chuck portion has irregularities on the side of the adhesive layer, and a sheet resistance value of the first electrode is higher than 1.0 ⁇ / ⁇ , 1.0 ⁇ 10 10 An electrostatic chuck device that is lower than 10 ⁇ / ⁇ .
- the unit of the sheet resistance value is ⁇ / ⁇ (ohm per square), and the same applies to the following.
- an electrostatic chuck portion having a sample mounting surface on which a sample is mounted and having a first electrode for electrostatic adsorption, and the sample mounting surface with respect to the electrostatic chuck portion.
- a cooling base which is placed on the opposite side of the substrate to cool the electrostatic chuck, an adhesive layer for bonding the electrostatic chuck and the cooling base, the electrostatic chuck and the cooling base
- An electrostatic chuck device comprising: a dielectric layer provided between the first and second electrodes, the sheet resistance value of the first electrode being higher than 1.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ .
- the dielectric constant of the dielectric in the dielectric layer is smaller than the dielectric constant of the electrostatic chuck portion.
- an electrostatic chuck portion having a sample mounting surface on which a sample is mounted and having a first electrode for electrostatic adsorption, and the sample mounting surface with respect to the electrostatic chuck portion. And a cooling base portion for cooling the electrostatic chuck portion, and an adhesive layer for bonding the electrostatic chuck portion and the cooling base portion, and the first electrode and the cooling Between the base portion and the second electrode, the first electrode has a sheet resistance value higher than 1.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ It is a chuck device.
- the second electrode is connected to a high frequency power supply via a matching box including a capacitor and a coil, or via a variable conductor. It is grounded.
- a sheet resistance value of the second electrode is lower than a sheet resistance value of the first electrode.
- the second electrode is inside the electrostatic chuck portion or between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion. , Provided.
- the cooling base portion is connected to a high frequency power source through a matching box including a capacitor and a coil.
- the cooling base portion is connected to a high frequency power source via a matching box including a capacitor and a coil, and the cooling base portion is connected.
- a first voltage magnitude and a phase of the first voltage of a high frequency power supply, and a second voltage magnitude and a phase of the second voltage of the high frequency power supply to which the second electrode is connected adjust.
- the first electrode is connected to a variable DC power supply via a high frequency cut filter (not shown).
- the electrostatic chuck portion is provided in a recess which is a periphery of the sample mounting surface and is recessed relative to the sample mounting surface. It has a structure installation surface on which an annular structure surrounding the periphery of the sample mounting surface is installed.
- a third electrode for electrostatic adsorption is provided between the structure installation surface and the cooling base portion.
- a fourth electrode is provided between the structure installation surface and the cooling base portion, and the fourth electrode is , Connected to a high frequency power supply through a matching box including a capacitor and a coil, or grounded through a variable conductor.
- the fourth electrode is inside the electrostatic chuck portion or between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion. , Provided.
- the fourth electrode is configured to connect the sample mounting surface and the structure mounting surface in a direction parallel to the sample mounting surface. Straddle.
- an electrostatic chuck portion having a sample mounting surface on which a sample is mounted and having a first electrode for electrostatic adsorption, and the sample mounting surface with respect to the electrostatic chuck portion. And a cooling base portion for cooling the electrostatic chuck portion, an organic material portion disposed between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion, and the organic material portion. And a fifth electrode for high frequency.
- an electrostatic chuck portion having a sample mounting surface on which a sample is mounted and having a first electrode for electrostatic adsorption, and the sample mounting surface with respect to the electrostatic chuck portion.
- a first concave portion is provided on the side of the adhesive layer, and an outer periphery of the first concave portion of the electrostatic chuck portion is a slope, and the cooling base portion is a portion of the electrostatic chuck portion.
- a part of the first concave portion of the electrostatic chuck portion extends to the structure installation surface.
- an inner angle of a slope of an outer periphery of the first recess of the electrostatic chuck portion is larger than 95 degrees and smaller than 165 degrees.
- a dielectric layer is provided between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion.
- an electrode layer of an RF application or an LC component is provided between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion.
- a sheet resistance value of the first electrode is larger than 1.0 ⁇ / ⁇ and smaller than 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ .
- the thickness of the first electrode is greater than 0.5 ⁇ m and less than 50 ⁇ m.
- the unit of the sheet resistance value is ⁇ / ⁇ (ohm per square), and the same applies to the following.
- the first convex of the cooling base portion is larger than an internal angle of a slope of an outer periphery of the first concave portion of the electrostatic chuck portion.
- the inside angle of the slope of the part is smaller (the thickness of the adhesive layer on the slope of the outer periphery of the first recess of the electrostatic chuck part is thicker at the outer periphery).
- an electrostatic chuck portion having a sample mounting surface on which a sample is mounted and having a first electrode for electrostatic adsorption, and the sample mounting surface with respect to the electrostatic chuck portion. And an opposite side of the metal base capable of applying an RF voltage, an organic material portion connecting the electrostatic chuck portion and the metal base, and an RF voltage provided to the organic material portion And one or more second electrodes for application or LC adjustment.
- the electrostatic chuck portion is made of any one or more of an aluminum oxide-silicon carbide composite sintered body and an aluminum oxide sintered body.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the electrostatic chuck device 1 according to the present embodiment.
- FIG. 2 is a plan view showing an example of the electrode of the electrostatic chuck device 1 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 1 includes an electrostatic chuck portion 2, an insulating adhesive layer 3, and a cooling base portion 4.
- the coordinate system fixed to the electrostatic chuck device 1 is taken as a three-dimensional orthogonal coordinate system X, Y, Z.
- the X axis of the three-dimensional orthogonal coordinate system X, Y, Z is parallel to the horizontal direction, and the Z axis is vertically upward.
- the electrostatic chuck portion 2, the insulating adhesive layer 3 and the cooling base portion 4 have a disk shape when the electrostatic chuck device 1 is viewed from above.
- the electrostatic chuck 2 is disposed on the cooling base 4 with the insulating adhesive layer 3 interposed therebetween.
- the electrostatic chuck portion 2, the insulating adhesive layer 3 and the cooling base portion 4 are bonded such that the centers of the disks overlap when the electrostatic chuck device 1 is viewed from above.
- the electrostatic chuck portion 2 has a disk shape as shown in FIG. 2 when the electrostatic chuck device 1 is viewed from above.
- the electrostatic chuck unit 2 includes a mounting plate 22, an electrode 23 for wafer electrostatic attraction, a support plate 24, a first electrode 26 for FR (Focus Ring: focus ring) electrostatic attraction, and an FR electrostatic attraction. And a second electrode 28.
- the mounting plate 22 and the support plate 24 are integrated.
- the mounting plate 22 has a sample mounting surface 21a which is the upper surface of the inner peripheral portion of the disk, and a structure installation surface 21b which is the upper surface of the outer peripheral portion of the disk.
- the structure installation surface 21b is provided in a recess which is recessed from the sample mounting surface 21a.
- the sample mounting surface 21 a is a surface on which a plate-shaped sample such as a semiconductor wafer is mounted.
- the structure installation surface 21 b is a surface on which the focus ring is mounted.
- the electrostatic chuck portion 2 is a focus ring which is an annular structure surrounding the periphery of the sample mounting surface 21 a in a recess which is the periphery of the sample mounting surface 21 a and is recessed relative to the sample mounting surface 21 a.
- the focus ring (not shown) is made of, for example, a material having the same electrical conductivity as the wafer placed on the sample placement surface 21a.
- the mounting plate 22 and the support plate 24 are disk-like ones having the same shape of the superposed surfaces, and are aluminum oxide-silicon carbide (Al 2 O 3 -SiC) composite sintered body, aluminum oxide (Al 2) O 3 ) Insulation having mechanical strength such as sintered body, aluminum nitride (AlN) sintered body, yttrium oxide (Y 2 O 3 ) sintered body, etc. and having durability against corrosive gas and its plasma It consists of ceramic ceramics sintered compact.
- the sample mounting surface 21 a of the mounting plate 22 is a surface on which a plate-shaped sample such as a semiconductor wafer is mounted on the upper surface. On the sample mounting surface 21a, projections (not shown) smaller in diameter than the thickness of the plate-like sample are formed at a plurality of predetermined intervals, and these protrusions support the plate-like sample.
- the wafer electrostatic chucking electrode 23 is provided between the mounting plate 22 and the support plate 24 at the inner peripheral portion of the disc of the electrostatic chuck unit 2.
- the wafer electrostatic chucking electrode 23 is a disk-shaped electrode as shown in FIG.
- the wafer electrostatic chucking electrode 23 is provided across the sample mounting surface 21 a and the bonding surface 21 c and between the sample mounting surface 21 a and the bonding surface 21 d.
- the wafer electrostatic chucking electrode 23 is used as an electrode for electrostatic chucking to generate electric charge and fix a plate-like sample by electrostatic chucking force, and its shape and size are appropriately determined depending on its use. Adjusted.
- the wafer electrostatic chucking electrode 23 is supported by the wafer electrostatic chucking electrode pin 25.
- the wafer electrostatic chucking electrode 23 is connected to a lead-out electrode terminal 41 described later via the wafer electrostatic chucking electrode pin 25.
- the electrode 23 for wafer electrostatic adsorption is made of aluminum oxide-tantalum carbide (Al 2 O 3 -Ta 4 C 5 ) conductive composite sintered body, aluminum oxide-tungsten (Al 2 O 3 -W) conductive composite sintered body Aluminum oxide-silicon carbide (Al 2 O 3 -SiC) conductive composite sintered body, aluminum nitride-tungsten (AlN-W) conductive composite sintered body, aluminum nitride-tantalum (AlN-Ta) conductive composite sintered body It is preferable that the conductive ceramic is formed of a sintered body, a yttrium oxide-molybdenum (Y 2 O 3 -Mo) conductive composite sintered body, or the like.
- the support plate 24 has a concave surface on the lower surface which is a surface in contact with the insulating adhesive layer 3. That is, the electrostatic chuck 2 has irregularities on the side of the insulating adhesive layer 3.
- the lower surface of the support plate 24 is composed of an adhesive surface 21c and an adhesive surface 21d. Here, downward is the negative direction of the Z axis.
- the bonding surface 21 c is a circular flat surface located on the inner peripheral portion of the disk-shaped support plate 24.
- the adhesive surface 21 c is recessed with respect to the adhesive surface 21 d on the lower surface of the support plate 24.
- the bonding surface 21 d is a concentric flat surface located on the outer peripheral portion of the disk-shaped support plate 24.
- the bonding surface 21c is positioned at the inner peripheral portion with respect to the sample mounting surface 21a.
- the adhesive surface 21c faces the sample mounting surface 21a.
- the bonding surface 21 d has an inner peripheral portion facing the sample mounting surface 21 a and an outer peripheral portion facing the structure mounting surface 21 b. The thickness between the sample mounting surface 21a and the bonding surface 21c is thinner than the thickness between the sample mounting surface 21a and the bonding surface 21d.
- the etching rate and the direction of etching are influenced by the strength of the electric field on the sample mounting surface 21 a of the electrostatic chuck 2 and the direction of the electric field. If the strength of the electric field on the sample mounting surface 21a and the direction of the electric field lines are nonuniform on the surface, the etching rate and the direction of etching may be nonuniform.
- the in-plane etching rate is affected by the density of plasma on the wafer mounted on the sample mounting surface 21a, the acceleration voltage of ions constituting the plasma, and the distribution of the plasma temperature.
- FIG. 1 illustrates the case where the plasma etching apparatus provided with the electrostatic chuck apparatus 1 is a plasma etching apparatus in which the density of the inner peripheral portion of plasma-excited etching gas per unit volume is smaller than the density of the outer peripheral portion.
- the etching rate is slower in the inner peripheral portion than in the outer peripheral portion. Therefore, in the sample mounting surface 21a, the etching rate is slower in the part facing the bonding surface 21c than in the part facing the bonding surface 21d.
- the thickness between the sample mounting surface 21 a and the bonding surface 21 d is thicker than the thickness between the sample mounting surface 21 a and the bonding surface 21 c. Therefore, the capacitance between the sample mounting surface 21a and the bonding surface 21d is smaller than the capacitance between the sample mounting surface 21a and the bonding surface 21c, and the bonding surface 21c is formed on the sample mounting surface 21a.
- the sheath voltage above the opposing part rises.
- the sheath voltage on the sample mounting surface 21a is nonuniform by increasing the sheath voltage of the portion of the sample mounting surface 21a where the density of the plasma-excited etching gas facing the adhesive surface 21c is low It can be reduced to become
- the thickness between the sample mounting surface 21a and the bonding surface 21c, the thickness between the sample mounting surface 21a and the bonding surface 21d, and the thickness between the structure mounting surface 21b and the bonding surface 21d are an example. As 0.7 mm or more and 5.0 mm or less. For example, when the thickness of the electrostatic chuck 2 is less than 0.7 mm, it is difficult to secure the mechanical strength of the electrostatic chuck 2. When the thickness of the electrostatic chuck portion 2 exceeds 5.0 mm, the high frequency permeability of the electrostatic chuck portion 2 is lowered, and the sheath voltage is also lowered.
- the thermal conductivity of the electrostatic chuck 2 decreases, and the heat capacity of the electrostatic chuck 2 increases, and the cooling performance and thermal responsiveness of the plate-like sample placed on the sample placement surface 21 a deteriorate.
- the thickness of each part described here is an example, and is not limited to the above-described range.
- the surface resistance value of the wafer electrostatic adsorption electrode 23 is higher than 1.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ .
- the surface resistance value of the wafer electrostatic chucking electrode 23 is preferably higher than 2.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 7 ⁇ / ⁇ . If the surface resistance value of the wafer electrostatic attraction electrode 23 is lower than the above lower limit value, an eddy current may be generated in the wafer electrostatic attraction electrode 23 to be at the same potential. Even if the etching speed on the sample mounting surface 21a of the electrostatic chuck unit 2 is reduced by adjusting the sheath voltage on the sample mounting surface 21a, the wafer electrostatic chucking electrode 23 can be reduced.
- the sheath voltage on the sample mounting surface 21a may be made uniform due to the eddy current flowing through, and the effect of changing the thickness of the electrostatic chuck portion 2 may not be obtained sufficiently.
- the electrostatic chuck device 1 can suppress the generation of eddy current in the wafer electrostatic adsorption electrode 23 by setting the surface resistance value of the wafer electrostatic adsorption electrode 23 to be higher than the lower limit value. On the other hand, by setting the surface resistance value of the wafer electrostatic attraction electrode 23 lower than the above upper limit value, it is possible to maintain good adsorption characteristics.
- the thickness of the wafer electrostatic attraction electrode 23 is greater than 0.5 ⁇ m and less than 50 ⁇ m.
- the thickness of the wafer electrostatic chucking electrode 23 is preferably greater than 10 ⁇ m and less than 30 ⁇ m.
- the wafer electrostatic adsorption electrode 23 having such a thickness can be easily formed by a film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method, or a coating method such as a screen printing method. When the thickness of the wafer electrostatic chucking electrode 23 is less than 0.5 ⁇ m, it becomes difficult to secure sufficient conductivity.
- the difference in thermal expansion coefficient between the wafer electrostatic chucking electrode 23 and the mounting plate 22, and the wafer electrostatic chucking electrode 23 and the support plate 24 Peeling or cracking occurs at the bonding interface between the wafer electrostatic adsorption electrode 23 and the mounting plate 22 and at the bonding interface between the wafer electrostatic adsorption electrode 23 and the support plate 24 due to the difference in thermal expansion coefficient between It will be easier.
- the first FR electrostatic adsorption electrode 26 and the second FR electrostatic adsorption electrode 28 are provided between the structure installation surface 21 b and the cooling base 4 inside the electrostatic chuck 2.
- the first FR electrostatic adsorption electrode 26 and the second FR electrostatic adsorption electrode 28 are ring-shaped electrodes as shown in FIG.
- the first electrode for electrostatic attraction 26 and the second electrode for electrostatic attraction 28 are provided between the structure installation surface 21 b and the bonding surface 21 d.
- the diameter of the second electrode 28 for FR electrostatic adsorption that is a ring electrode is larger than the diameter of the first electrode 26 for FR electrostatic adsorption that is a ring electrode.
- the sheet resistance value of the first electrode for electrostatic attraction 26 and the second electrode for electrostatic attraction 28 is higher than 1.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ . It is preferable that the surface resistance value of the first electrode for FR electrostatic adsorption 26 and the second electrode for FR electrostatic adsorption 28 be higher than 2.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 7 ⁇ / ⁇ .
- the thickness of the first electrode 26 for FR electrostatic adsorption and the thickness of the second electrode 28 for FR electrostatic adsorption are thicker than 0.5 ⁇ m and thinner than 50 ⁇ m. It is preferable that the thickness of the first electrode 26 for FR electrostatic adsorption and the thickness of the second electrode 28 for FR electrostatic adsorption be larger than 10 ⁇ m and smaller than 30 ⁇ m.
- the first FR electrostatic chucking electrode 26 is supported by a first FR electrostatic chucking electrode pin 27 on a part of the circumference of the ring as shown in FIG.
- the FR electrostatic attraction first electrode 26 is connected to a lead-out electrode terminal 43 described later via the FR electrostatic attraction first electrode pin 27.
- the FR electrostatic attraction second electrode 28 is supported by the FR electrostatic attraction second electrode pin 29 at a portion of the circumference of the ring.
- the FR electrostatic attraction second electrode 28 is connected to a lead-out electrode terminal 45 described later via the FR electrostatic attraction second electrode pin 29.
- the insulating adhesive layer 3 adheres the cooling base 4 to the lower surface of the electrostatic chuck 2, that is, the adhesive surface 21c and the adhesive surface 21d.
- the insulating adhesive layer 3 is preferably formed of an organic adhesive such as polyimide resin, silicone resin, and epoxy resin. These organic adhesives have heat resistance and insulation after adhesive curing.
- the insulating adhesive layer 3 is preferably formed of, in particular, a silicone adhesive.
- the silicone adhesive has a low glass transition temperature, a high heat resistance temperature, and rubber elasticity.
- an insulating ceramic powder (aluminum oxide, aluminum nitride, etc.) is added to the silicone adhesive as a thermally conductive filler.
- the conductive adhesive layer 31 affixes the wafer electrostatic attraction electrode pin 25 to the takeout electrode terminal 41.
- the conductive adhesive layer 32 bonds the first electrode pin 27 for FR electrostatic attraction to the lead-out electrode terminal 43.
- the conductive adhesive layer 33 bonds the second electrode pin 29 for FR electrostatic adsorption to the lead-out electrode terminal 45.
- the conductive adhesive layer 31, the conductive adhesive layer 32, and the conductive adhesive layer 33 are preferably formed of a silicone-based conductive adhesive having flexibility and electrical resistance.
- the silicone-based conductive adhesive is an adhesive in which a conductive material such as metal or carbon is added to the silicone adhesive.
- a needle-like material is preferable. The needle-like material can ensure conductivity only by adding a small amount as compared to the spherical material.
- the cooling base 4 is in the form of a thick disc and is configured to adjust the electrostatic chuck 2 to a desired temperature.
- a water-cooled base or the like in which a flow path for circulating water is formed is preferable.
- the material constituting the cooling base portion 4 is not particularly limited as long as it is a metal excellent in thermal conductivity, conductivity and processability, or a composite material containing these metals, for example, aluminum (Al), aluminum alloy, Copper (Cu), a copper alloy, stainless steel (SUS) or the like is preferably used. It is preferable that at least the surface of the cooling base portion 4 exposed to the plasma is subjected to an alumite treatment or an insulating film such as alumina is formed.
- the cooling base portion 4 has a lead-out electrode terminal 41, a lead-out electrode terminal 43 and a lead-out electrode terminal 45.
- the cooling base portion 4 is formed to cover the periphery of the leadout electrode terminal 41, the leadout electrode terminal 43 and the leadout electrode terminal 45.
- the lead-out electrode terminal 41, the lead-out electrode terminal 43, and the lead-out electrode terminal 45 are covered with the insulating insulator 42, the insulator 44, and the insulator 46, respectively.
- the lead-out electrode terminal 41, the lead-out electrode terminal 43, and the lead-out electrode terminal 45 are provided to penetrate the cooling base portion 4 in the Z-axis direction.
- the lead-out electrode terminal 41 is rod-shaped, and is configured to apply a DC voltage to the wafer electrostatic chucking electrode 23.
- the lead-out electrode terminal 41 is connected to the wafer electrostatic attraction electrode pin 25 via the conductive adhesive layer 31.
- the extraction electrode terminal 41 is connected to the variable DC power supply C4 via a high frequency cut filter (not shown).
- the lead-out electrode terminal 43 is rod-shaped, and is configured to apply a DC voltage to the first electrode 26 for FR electrostatic adsorption.
- the lead-out electrode terminal 43 is connected to the first electrode pin 27 for FR electrostatic adsorption via the conductive adhesive layer 32.
- the extraction electrode terminal 43 is connected to a variable DC power supply C6 via a high frequency cut filter (not shown).
- the lead-out electrode terminal 45 has a bar-like shape, and is configured to apply a DC voltage to the second electrode 28 for FR electrostatic adsorption.
- the lead-out electrode terminal 45 is connected to the second electrode pin 29 for FR electrostatic attraction via the conductive adhesive layer 33.
- the extraction electrode terminal 45 is connected to a variable DC power supply C8 via a high frequency cut filter (not shown).
- the variable DC power supply C4 is grounded by the ground C5.
- the variable DC power supply C6 is grounded by the ground C7.
- the variable DC power supply C8 is grounded by the ground C9.
- the lead-out electrode terminal 41, the lead-out electrode terminal 43 and the lead-out electrode terminal 45 are each insulated from the metal cooling base 4 by the insulator 42, the insulator 44 and the insulator 46.
- the material of the lead-out electrode terminal 41, the lead-out electrode terminal 43, and the lead-out electrode terminal 45 is not limited as long as it is a nonmagnetic conductive material excellent in heat resistance.
- the thermal expansion coefficient of the plate 24 is preferable, and it is made of, for example, a metal material such as titanium (Ti).
- the cooling base 4 is connected to the high frequency power supply C2 via a matching box C1 including a capacitor and a coil.
- the high frequency power supply C 2 applies an RF (Radio Frequency) current for bias voltage to the cooling base unit 4.
- the high frequency power supply C2 is grounded by the ground C3.
- the electrostatic chuck device 1 includes the electrostatic chuck portion 2, the cooling base portion 4, and the adhesive layer (insulation adhesive layer 3).
- the electrostatic chuck unit 2 has a sample mounting surface 21 a on which a sample is to be mounted, and also has a first electrode for electrostatic adsorption (wafer electrostatic adsorption electrode 23).
- the electrostatic chuck portion 2 has irregularities on the side of the adhesive layer (insulation adhesive layer 3).
- the surface resistance value of the first electrode (the electrode 23 for wafer electrostatic attraction) is higher than 1.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ .
- the surface resistance value of the first electrode is preferably higher than 2.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 7 ⁇ / ⁇ .
- the cooling base 4 is mounted on the side opposite to the sample mounting surface 21 a with respect to the electrostatic chuck 2 and cools the electrostatic chuck 2.
- the adhesive layer (insulation adhesive layer 3) bonds the electrostatic chuck 2 and the cooling base 4.
- the thickness of the electrostatic chuck portion 2 in the portion where the etching rate is slow can be reduced and the sheath voltage can be increased. Uneven etching on the mounting surface can be reduced.
- the non-uniform etching means that the etching rate is non-uniform.
- the surface resistance value of the first electrode is higher than 1.0 ⁇ / ⁇ and higher than 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ . Too low.
- the surface resistance value of the first electrode is preferably higher than 2.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 7 ⁇ / ⁇ .
- the surface resistance value of the first electrode is higher than the lower limit value, generation of eddy current in the wafer electrostatic chucking electrode 23 can be suppressed.
- the etching speed on the sample mounting surface of the electrostatic chuck 2 is not uniform, without weakening the effect of the adjustment of the sheath voltage on the sample mounting surface 21 a by changing the thickness of the electrostatic chuck 2 It can be reduced to become
- the surface resistance value of the first electrode wafer electrostatic chucking electrode 23
- good suction characteristics can be maintained.
- the cooling base unit 4 is connected to the high frequency power supply C2 via a matching box C1 including a capacitor and a coil.
- a high frequency current for a high frequency bias voltage can be applied to the cooling base portion 4. Therefore, in the electrostatic chuck device 1 according to the present embodiment, since the sheath voltage on the sample mounting surface of the electrostatic chuck unit 2 can be adjusted, the etching speed on the sample mounting surface of the electrostatic chuck unit 2 Can be mitigated from becoming uneven.
- the wafer electrostatic chucking electrode 23 is connected to a variable DC power supply C4 via a high frequency cut filter (not shown).
- the variable DC power supply C4 can be protected from the RF current. Therefore, in the electrostatic chuck device 1 according to the present embodiment, since the adsorption of the sample by the wafer electrostatic adsorption electrode 23 can be stabilized, the temperature becomes uniform in the wafer surface, and the wafer temperature is not uniform. It is possible to reduce the non-uniform etching rate due to this.
- the heat transfer coefficient between the sample mounting surface 21 a and the wafer can be improved, and the pressure of the He gas can be adjusted.
- the temperature of the wafer can also be adjusted by changing the thermal conductivity of He gas.
- the electrostatic chuck portion 2 has a structure in which an annular structure surrounding the periphery of the sample mounting surface 21a is installed in a recess which is recessed from the sample mounting surface 21a around the sample mounting surface 21a. It has an object installation surface 21b.
- the third electrode for electrostatic adsorption (the first electrode 26 for FR electrostatic adsorption and the second electrode 28 for FR electrostatic adsorption) is provided between the structure installation surface 21 b and the cooling base portion 4.
- the focus ring can be adsorbed. Therefore, in the electrostatic chuck device 1 according to the present embodiment, the heat transfer coefficient between the focus ring and the structure installation surface 21b becomes uniform in the circumferential direction, and the temperature of the focus ring can be uniform in the circumferential direction. .
- the electrostatic chuck device 1 it is possible to reduce non-uniform etching rates on the sample mounting surface of the electrostatic chuck portion 2 at the central portion and the peripheral portion. Also, it is possible to reduce non-uniformity in the circumferential direction.
- the focus ring is fixed by electrostatic attraction, He gas can be filled between the structure installation surface 21b and the focus ring, and the space between the structure installation surface 21b and the focus ring can be filled. The heat transfer coefficient can be improved, and by adjusting the pressure of the He gas, the thermal conductivity of the He gas can be changed to adjust the temperature of the focus ring.
- the sheet resistance value of the third electrode (the first electrode 26 for FR electrostatic adsorption and the second electrode 28 for FR electrostatic adsorption) is higher than 1.0 ⁇ / ⁇ and higher than 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ . Too low.
- the sheet resistance value of the third electrode (the first electrode 26 for FR electrostatic adsorption and the second electrode 28 for FR electrostatic adsorption) is higher than 2.0 ⁇ / ⁇ , and is more than 1.0 ⁇ 10 7 ⁇ / ⁇ Is also preferably low.
- the surface resistance value of the third electrode (the first electrode 26 for FR electrostatic adsorption and the second electrode 28 for FR electrostatic adsorption) is made higher than the lower limit value.
- the adjustment function of the acceleration voltage including not only the sample mounting surface 21a but also the structure mounting surface 21b.
- the sheet resistance value of the third electrode (the first electrode 26 for FR electrostatic adsorption and the second electrode 28 for FR electrostatic adsorption) lower than the above-mentioned upper limit value, maintaining good adsorption characteristics Can.
- the plasma etching apparatus provided with the electrostatic chuck apparatus 1 is a plasma etching apparatus in which the density of the inner peripheral portion of plasma excited etching gas per unit volume is smaller than the density of the outer peripheral portion.
- the electrostatic chuck apparatus according to the present embodiment may be provided in a plasma etching apparatus in which the density of the excited etching gas per unit volume is larger at the inner peripheral portion than at the outer peripheral portion.
- FIG. 3 the case where the electrostatic chuck device is provided in the plasma etching apparatus in which the density of the excitation etching gas per unit volume is larger at the inner peripheral portion than at the outer peripheral portion will be described.
- FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first modified example of the electrostatic chuck device 1 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 101 includes an electrostatic chuck portion 112, an insulating adhesive layer 113, and a cooling base portion 114.
- the electrostatic chuck device 101 (FIG. 3) and the electrostatic chuck device 1 (FIG. 1) are compared, the direction of unevenness of the support plate 24 of the electrostatic chuck portion 112 is different.
- the support plate 24 has a convex surface on the lower surface which is a surface in contact with the insulating adhesive layer 113.
- the functions of the other components are the same as those of the electrostatic chuck 1 (FIG. 1).
- the description of the same functions as those of the electrostatic chuck device 1 (FIG. 1) will be omitted, and parts different from the electrostatic chuck device 101 (FIG. 3) will be mainly described.
- the lower surface of the support plate 24 includes an adhesive surface 21 f and an adhesive surface 21 d.
- the bonding surface 21 f is a circular flat surface located on the inner peripheral portion of the disk-shaped support plate 24.
- the adhesive surface 21 f protrudes on the adhesive surface 21 d on the lower surface of the support plate 24.
- the center of the circle of the bonding surface 21 f coincides with the center of the circle of the sample mounting surface 21 a, and the diameter of the bonding surface 21 f is from the diameter of the sample mounting surface 21 a Too small. That is, when the electrostatic chuck portion 2 is viewed from above, the bonding surface 21 f is located on the inner peripheral portion with respect to the sample mounting surface 21 a.
- the adhesive surface 21 f is opposed to the sample mounting surface 21 a.
- the thickness between the sample mounting surface 21a and the bonding surface 21f is thicker than the thickness between the sample mounting surface 21a and the bonding surface 21d.
- the thickness between the sample mounting surface 21a and the bonding surface 21f is thicker than the thickness between the sample mounting surface 21a and the bonding surface 21d. Therefore, the capacitance between the sample mounting surface 21a and the bonding surface 21f is smaller than the capacitance between the sample mounting surface 21a and the bonding surface 21d, and the bonding surface 21f is formed on the sample mounting surface 21a. And the sheath voltage of the sample placement surface 21a facing the lower side. In the electrostatic chuck portion 112, the sheath voltage on the sample mounting surface 21a is lowered by lowering the sheath voltage of the portion of the sample mounting surface 21a facing the adhesive surface 21f and having a high density of etching gas excited by plasma. Unevenness can be reduced.
- the wafer electrostatic attraction electrode 23 is a single electrode
- the FR electrostatic attraction electrode is a bipolar (a first electrode 26 for FR electrostatic attraction and a second electrode 28 for FR electrostatic attraction).
- the combination of electrodes for electrostatic adsorption is not limited to this. The combination of electrodes for electrostatic adsorption will be described with reference to FIG.
- FIG. 4 is a view showing an example of a combination of electrodes for electrostatic adsorption according to the present embodiment.
- the symbol ⁇ indicates that the electrostatic chuck device is provided with an electrode shown in the same row as the symbol ⁇ .
- the symbol x indicates that the electrode shown in the same row as the symbol o is not provided in the electrostatic chuck device.
- the combination 1 shows a configuration in which the electrostatic chuck device 1 is provided with a wafer electrostatic chucking electrode with a single pole, and no FR electrostatic chucking electrode.
- the combination 2 shows a configuration in which the electrostatic chuck device 1 includes a single electrode for wafer electrostatic attraction and a single electrode for FR electrostatic attraction.
- the wafer electrostatic chucking electrode may be a bipolar electrode. As described above, when the wafer electrostatic chucking electrode is single-polar, it is necessary to make the resistance value of the wafer electrostatic chucking electrode higher than a predetermined value. When the wafer electrostatic chucking electrode is a bipolar electrode, for example, two wafer electrostatic chucking electrodes are arranged concentrically. When the wafer electrostatic attraction electrode is bipolar, if the resistance value of at least one of the wafer electrostatic attraction electrodes is higher than a predetermined value, the resistance value of the other wafer electrostatic adsorption electrode is not higher than the predetermined value. May be
- the electrode for FR electrostatic adsorption may be monopolar or bipolar regardless of whether the wafer electrostatic adsorption electrode is monopolar or bipolar.
- the FR electrostatic adsorption electrode is a single electrode, it is necessary to make the resistance value of the FR electrostatic adsorption electrode higher than a predetermined value.
- the FR electrostatic adsorption electrode is bipolar, if the resistance value of at least one of the FR electrostatic adsorption electrodes is higher than a predetermined value, the resistance value of the other FR electrostatic adsorption electrode is not higher than the predetermined value. May be In addition, the FR electrostatic adsorption electrode may not be provided.
- FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second modification of the electrostatic chuck device of the first embodiment of the present invention.
- the electrostatic chuck device 102 shown in FIG. 5 includes a wafer electrostatic chucking electrode 23a, a wafer electrostatic chucking electrode 23b, and an FR electrostatic chucking electrode 26.
- the wafer electrostatic attraction electrode 23 a is provided between the sample mounting surface 21 a and the bonding surface 21 c in the electrostatic chuck portion 122.
- the wafer electrostatic attraction electrode 23a is a disk-shaped electrode.
- the wafer electrostatic attraction electrode 23 b is provided between the sample mounting surface 21 a and the bonding surface 21 d in the electrostatic chuck portion 122.
- the wafer electrostatic attraction electrode 23 b is a ring-shaped electrode.
- the FR electrostatic chucking electrode 26 is provided in the electrostatic chuck portion 122 between the structure installation surface 21 b and the bonding surface 21 d.
- the FR electrostatic adsorption electrode 26 is a ring-shaped electrode.
- the electrostatic chuck device includes the electrostatic chuck unit 2 having unevenness on the side of the insulating adhesive layer and adjusts the capacitance of the electrostatic chuck unit has been described.
- the case where the electrostatic chuck device includes a dielectric layer provided between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion and adjusts the electrostatic capacitance of the electrostatic chuck portion will be described.
- the electrostatic chuck device according to the present embodiment is referred to as an electrostatic chuck device 201.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the electrostatic chuck device 201 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 201 includes an electrostatic chuck portion 212, an insulating adhesive layer 213, a cooling base portion 214, and a dielectric layer 51. Comparing the electrostatic chuck device 201 (FIG. 6) according to the present embodiment with the electrostatic chuck device 1 (FIG. 1) according to the first embodiment, the electrostatic chuck portion 212, the insulating adhesive layer 213 and the cooling base portion The shape of 214 and the presence or absence of the dielectric layer 51 are different.
- the functions possessed by the other components are the same as in the first embodiment. The description of the same functions as in the first embodiment is omitted, and in the second embodiment, parts different from the first embodiment will be mainly described.
- the bonding surface 21e which is the lower surface of the support plate 224 of the electrostatic chuck portion 212 is a flat surface.
- the cooling base portion 214 is provided with a recess in the outer peripheral portion of the upper surface.
- the dielectric layer 51 is provided in a recess provided in the cooling base portion 214. That is, the dielectric layer 51 is provided between the electrostatic chuck 212 and the cooling base 214.
- the dielectric layer 51 has a ring shape.
- the dielectric layer 51 has a portion where the insulator 44 and the insulator 46 penetrate in the Z-axis direction in a part of the ring shape.
- the dielectric layer 51 is made of a material lower than the dielectric constant of the electrostatic chuck 212.
- the electrostatic chuck device 201 can reduce the thickness of the dielectric layer 51, and therefore, the decrease in the cooling performance of the cooling base portion 214 can be suppressed. If the dielectric layer is thick, the cooling performance of the cooling base portion 214 is lowered by providing the dielectric layer between the electrostatic chuck portion 212 and the cooling base portion 214 as compared to the case where the dielectric layer is not thick. May.
- the dielectric layer should change the capacitance if the dielectric constant of the dielectric is reduced. Thickness can be reduced.
- the dielectric constant of the dielectric in the dielectric layer 51 is smaller than the dielectric constant of the electrostatic chuck portion 212, the thickness can be reduced without changing the capacitance.
- the dielectric layer may be formed directly as a coating in which the alumina material is sprayed onto the cooling base 214, such as by thermal spraying.
- the dielectric layer may be formed by adhering a sintered ceramic body to the cooling base portion 214 with an adhesive or the like.
- the insulating adhesive layer 213 adheres the cooling base portion 214 and the dielectric layer 51 to the adhesive surface 21 e which is the lower surface of the electrostatic chuck portion 212.
- the portion where the electrostatic chuck portion 212 and the dielectric layer 51 overlap when the electrostatic chuck portion 212 is viewed from the top to the bottom is electrostatic compared with the portion where the electrostatic chuck portion 212 and the dielectric layer 51 do not overlap.
- the capacity is reduced. For this reason, when the electrostatic chuck 212 is viewed from above on the sample mounting surface 21a, the sheath voltage above the portion overlapping the dielectric layer 51 is lowered.
- the density of the plasma-excited etching gas is high at the portion overlapping the dielectric layer 51 when the electrostatic chuck portion 212 is viewed from the top to the bottom on the sample mounting surface 21a, and the etching speed is By reducing the sheath voltage of the fast sample mounting surface 21a, it is possible to reduce the non-uniform etching rate on the sample mounting surface 21a.
- the surface resistance value of the wafer electrostatic attraction electrode 23 is larger than 1.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ .
- the surface resistance value of the wafer electrostatic chucking electrode 23 is preferably higher than 2.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 7 ⁇ / ⁇ . If the surface resistance value of the wafer electrostatic attraction electrode 23 is lower than the above lower limit value, an eddy current may be generated in the wafer electrostatic attraction electrode 23 to be at the same potential.
- Dielectric layer 51 provided to reduce the non-uniform etching rate on the sample mounting surface 21 a of the electrostatic chuck 2 due to the eddy current flowing through the wafer electrostatic chucking electrode 23.
- the effect of can not be obtained.
- generation of eddy current in the wafer electrostatic attraction electrode 23 is suppressed by setting the surface resistance value of the wafer electrostatic attraction electrode 23 to a value higher than the lower limit. be able to.
- setting the surface resistance value of the wafer electrostatic chucking electrode 23 to be lower than the above upper limit value, it is possible to maintain good suction characteristics.
- the electrostatic chuck device 201 includes the electrostatic chuck portion 212, the cooling base portion 214, the adhesive layer (insulating adhesive layer 213), and the dielectric layer 51.
- the dielectric layer 51 is provided between the electrostatic chuck 212 and the cooling base 214.
- the sheath voltage can be lowered by providing the dielectric layer 51 on the electrostatic chuck portion 2 in the portion where the etching rate is fast, so that the electrostatic chuck portion Uneven etching on the sample mounting surface 212 can be reduced.
- the non-uniform etching means that the etching rate is non-uniform.
- the surface resistance value of the first electrode is higher than 1.0 ⁇ / ⁇ and higher than 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ . Too low.
- the surface resistance value of the first electrode is preferably higher than 2.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 7 ⁇ / ⁇ .
- the surface resistance value of the first electrode is higher than the lower limit value, generation of eddy current in the wafer electrostatic chucking electrode 23 can be suppressed. Therefore, it can be reduced that the etching rate on the sample mounting surface of the electrostatic chuck portion 212 becomes nonuniform.
- the surface resistance value of the first electrode (wafer electrostatic chucking electrode 23) is lower than the above upper limit value, good suction characteristics can be maintained.
- the dielectric constant of the dielectric in the dielectric layer 51 is smaller than the dielectric constant of the electrostatic chuck portion 212.
- the thickness of the dielectric layer 51 can be reduced, so that the cooling performance is reduced due to the decrease in heat transfer from the electrostatic chuck portion 212 to the cooling base portion 214. Can be suppressed.
- the density of the etching gas on the sample mounting surface of the electrostatic chuck portion 212 is not sufficient while suppressing the decrease in the cooling performance of the sample mounting surface 21a.
- the thermal conductivity of the dielectric layer 51 is larger than the thermal conductivity of the electrostatic chuck portion 212, it is possible to further suppress the deterioration of the cooling performance.
- the material of the electrostatic chuck 212 is an Al203 material or an Al203-SiC material
- an AlN material is suitable as the material of the dielectric layer 51.
- the plasma etching apparatus provided with the electrostatic chuck apparatus 1 is a plasma etching apparatus in which the density of the inner peripheral portion of plasma excited etching gas per unit volume is smaller than the density of the outer peripheral portion.
- the electrostatic chuck apparatus according to the present embodiment is provided in a plasma etching apparatus in which the density of plasma-excited etching gas per unit volume is larger at the inner peripheral portion than at the outer peripheral portion. It is also good.
- the electrostatic chuck device is provided in the plasma etching apparatus in which the density of the excited etching gas per unit volume is larger at the inner peripheral portion than at the outer peripheral portion will be described with reference to FIG.
- FIG. 7 is a cross-sectional view showing a first modified example of the electrostatic chuck device 201 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 202 includes an electrostatic chuck portion 212, an insulating adhesive layer 213, and a cooling base portion 215.
- the electrostatic chuck device 202 (FIG. 7) and the electrostatic chuck device 201 (FIG. 6) are compared, the positions at which the dielectric layer 52 is provided are different.
- the functions of the other components are the same as those of the electrostatic chuck device 201 (FIG. 6).
- the description of the same functions as those of the electrostatic chuck device 201 (FIG. 6) will be omitted, and parts different from the electrostatic chuck device 201 (FIG. 6) will be mainly described.
- the cooling base portion 215 is provided with a recess in the inner peripheral portion of the upper surface.
- the dielectric layer 52 is provided in a recess provided in the cooling base portion 215. That is, the dielectric layer 52 is provided between the electrostatic chuck 212 and the cooling base 215.
- the dielectric layer 52 has a ring shape.
- the dielectric layer 52 has a portion where the insulator 42 penetrates in the Z-axis direction in a part of the ring shape.
- the portion where the electrostatic chuck portion 212 and the dielectric layer 52 overlap when the electrostatic chuck portion 212 is viewed from the top to the bottom is electrostatic compared to the portion where the electrostatic chuck portion 212 and the dielectric layer 52 do not overlap.
- the capacity is reduced. Therefore, when the electrostatic chuck 212 is viewed from above on the sample mounting surface 21a, the sheath voltage of the sample mounting surface 21a in a portion overlapping the dielectric layer 52 is lowered.
- the dielectric layer 52 is provided in the electrostatic chuck portion 212. As a result, it can be reduced that the etching rate on the sample mounting surface 21a becomes uneven.
- the electrostatic chuck device includes the electrostatic chuck unit 2 having unevenness on the side of the insulating adhesive layer and adjusts the capacitance of the electrostatic chuck unit has been described.
- the electrostatic chuck device has a sample mounting surface adjustment electrode between the wafer electrostatic chucking electrode and the cooling base portion, and adjusts the acceleration voltage of the high frequency power supply.
- the electrostatic chuck device according to the present embodiment is referred to as an electrostatic chuck device 301.
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of the electrostatic chuck device 301 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 301 includes an electrostatic chuck portion 312, an insulating adhesive layer 313, and a cooling base portion 314. Comparing the electrostatic chuck device 301 (FIG. 8) according to the present embodiment with the electrostatic chuck device 1 (FIG. 1) according to the first embodiment, the electrostatic chuck portion 312, the insulating adhesive layer 313 and the cooling base portion The shape of 314 and the presence or absence of the sample mounting surface adjustment electrode 61a differ.
- the functions possessed by the other components are the same as in the first embodiment. The description of the same functions as in the first embodiment is omitted, and in the third embodiment, parts different from the first embodiment will be mainly described.
- the electrostatic chuck portion 312 is added to the mounting plate 22, the electrode 23 for wafer electrostatic adsorption, the support plate 24, the first electrode 26 for FR electrostatic adsorption, and the second electrode 28 for FR electrostatic adsorption And the sample mounting surface adjustment electrode 61a.
- the sample mounting surface adjustment electrode 61 a is provided between the wafer electrostatic attraction electrode 23 and the cooling base portion 314 at the outer peripheral portion of the disc of the mounting plate 22 of the electrostatic chuck portion 312. That is, the electrostatic chuck device 301 has the sample mounting surface adjustment electrode 61 a between the wafer electrostatic chucking electrode 23 and the cooling base portion 314.
- the sample mounting surface adjustment electrode 61 a is a ring-shaped electrode.
- the surface resistance value of the sample mounting surface adjustment electrode 61 a is lower than the surface resistance value of the wafer electrostatic attraction electrode 23.
- the voltage applied to the sample mounting surface adjusting electrode 61a is nonuniform in the electrode by setting the surface resistance value lower than the surface resistance value of the wafer electrostatic chucking electrode 23.
- the heat generation particularly the heat generation near the conductive bonding layer 61c where the RF current density is high, can be reduced.
- the insulating adhesive layer 313 has a conductive bonding layer 61c.
- the insulating adhesive layer 313 is formed to cover the periphery of the conductive bonding layer 61c.
- the conductive bonding layer 61c which is a conductive bonding layer (bonding portion), is formed of, for example, a brazing material. Since an RF current flows in the conductive bonding layer 61c, it is preferable to set the resistance value of the conductive bonding layer 61c to, for example, less than 1 m ⁇ to suppress heat generation of the conductive bonding layer 61c.
- the cooling base portion 314 has an extraction electrode terminal 47 in addition to the extraction electrode terminal 41, the extraction electrode terminal 43 and the extraction electrode terminal 45.
- the cooling base portion 314 is formed to cover the periphery of the lead-out electrode terminal 47.
- the lead-out electrode terminal 47 is covered by an insulator 48.
- the lead-out electrode terminal 47 is provided to penetrate the cooling base portion 314 in the Z-axis direction.
- the lead-out electrode terminal 47 is insulated from the metal cooling base portion 314 by the insulator 48.
- the lead-out electrode terminal 47 is rod-shaped, and is configured to apply a high frequency voltage to the sample mounting surface adjustment electrode 61a.
- the lead-out electrode terminal 47 is connected to the sample mounting surface adjustment electrode electrode pin 61b via the conductive bonding layer 61c.
- the takeout electrode terminal 47 is connected to the control terminal of the switch SW1.
- the switch SW1 When the switch SW1 is connected to the first terminal SW11, the lead-out electrode terminal 47 is connected to the LC resonant circuit LC1.
- the extraction electrode terminal 47 is grounded by the ground C12 through the LC resonant circuit LC1.
- the LC resonant circuit LC1 includes a variable conductor C10 and a capacitor C11. The variable conductor C10 and the capacitor C11 are connected in series.
- the lead-out electrode terminal 47 When the switch SW1 is connected to the first terminal SW11, the lead-out electrode terminal 47 is connected to the variable conductor C10. When the switch SW1 is connected to the second terminal SW12, the lead-out electrode terminal 47 is connected to the high frequency power supply C14 through the matching box C13. The extraction electrode terminal 47 is grounded by the ground C15 through the matching box C13 and the high frequency power supply C14. A control circuit (not shown) switches whether the switch SW1 is connected to the first terminal SW11 or to the second terminal SW12.
- a control circuit variably controls the magnitude of the voltage of the sample mounting surface adjustment electrode 61a by adjusting the L component of the LC resonance circuit LC1. Since the RF current flowing to the cooling base portion 314 flows through the variable conductor C10 and the capacitor C11, the electrostatic chuck device 301 and the sample mounting surface adjustment electrode 61a when viewed from above the cooling base portion 314 from above The sheath voltage of the portion of the sample mounting surface 21a in the overlapping portion can be relatively lowered as compared with the partial sheath voltage which does not overlap with the sample mounting surface adjustment electrode 61a.
- the sheath voltage of the sample mounting surface 21a in a portion overlapping the sample mounting surface adjustment electrode 61a is lowered. Therefore, the electrostatic chuck portion 312 is viewed from above on the sample mounting surface 21a. When viewed from below, the sheath voltage of the portion overlapping with the sample mounting surface adjusting electrode 61a is lowered, and it is possible to reduce the uneven etching rate on the sample mounting surface 21a.
- a control circuit variably controls the magnitude of the voltage of the high frequency power supply C14 and the phase with the high frequency power supply C2.
- the control circuit variably controls the magnitude of the voltage of the high frequency power supply C14, the phase of the voltage of the high frequency power supply C14, the magnitude of the voltage of the high frequency power supply C2 and the phase of the voltage of the high frequency power supply C2.
- the sheath voltage of the portion overlapping the sample mounting surface adjustment electrode 61a can be made larger than the magnitude of the sheath voltage of the portion not overlapping the sample mounting surface adjustment electrode on the sample mounting surface 21a. It can also be made smaller than the magnitude of the sheath voltage of the portion not overlapping with the sample mounting surface adjustment electrode 61a.
- the high frequency power source C2 and the high frequency power source C14 may be a common power source or may be independent power sources.
- the matching box C13 includes a capacitor and a coil.
- the matching box C13 is an impedance matching device, and matches the impedance of the high frequency power supply C14 on the input side with the sample mounting surface adjustment electrode 61a on the output side.
- the electrostatic chuck device 301 may not have the LC resonant circuit LC1. In that case, the lead-out electrode terminal 47 is connected to the matching box C13 without the switch SW1.
- the electrostatic chuck device 301 includes the electrostatic chuck portion 312, the cooling base portion 314, the adhesive layer (insulation adhesive layer 313), and the second electrode (sample mounting surface) And an adjustment electrode 61a).
- the electrostatic chuck device 301 has a second electrode (sample mounting surface adjustment electrode 61 a) between the first electrode (wafer electrostatic chucking electrode 23) and the cooling base portion 314.
- the sheath voltage can be lowered, so that the etching on the sample mounting surface 21a of the electrostatic chuck portion 312 is less uneven. be able to. Uneven etching in this embodiment means that the etching rate and direction become uneven. Further, in the electrostatic chuck device 301 according to the present embodiment, the surface resistance value of the first electrode (the electrode 23 for wafer electrostatic attraction) is higher than 1.0 ⁇ / ⁇ and higher than 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ . Too low.
- the surface resistance value of the first electrode is preferably higher than 2.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 7 ⁇ / ⁇ . Since the surface resistance value of the first electrode (wafer electrostatic chucking electrode 23) is higher than the above lower limit value, generation of eddy current in the wafer electrostatic chucking electrode 23 can be suppressed, and the sample mounting surface can be suppressed. It is possible to reduce the non-uniform etching rate on the sample mounting surface 21 a of the electrostatic chuck portion 312 without reducing the effect of the adjustment electrode 61 a. On the other hand, when the surface resistance value of the first electrode (wafer electrostatic chucking electrode 23) is lower than the above upper limit value, good suction characteristics can be maintained.
- the second electrode (sample mounting surface adjustment electrode 61a) is grounded via a variable conductor.
- the RF current flowing through the cooling base portion 314 can flow through the variable conductor C10 and the capacitor C11, so that the RF acceleration voltage of the cooling base portion 314 can be adjusted. Therefore, in the electrostatic chuck device 301 according to the present embodiment, it is possible to reduce the uneven etching on the sample mounting surface 21 a of the electrostatic chuck portion 312.
- the surface resistance value of the second electrode (the sample mounting surface adjustment electrode 61a) is lower than the surface resistance value of the first electrode (the electrode 23 for wafer electrostatic attraction).
- the potential in the second electrode (the sample mounting surface adjustment electrode 61a) can be nonuniform, and the heat generation of the electrode portion can be suppressed. Therefore, the electrostatic chuck according to the present embodiment In the apparatus 301, it can be reduced that the etching on the sample mounting surface 21a of the electrostatic chuck part 312 becomes uneven.
- Cooling base portion 314 is connected to high frequency power source C2 via matching box C1 including a capacitor and a coil, and the magnitude of the voltage of high frequency power source C2 to which cooling base portion 314 is connected and the phase of the voltage of high frequency power source C2.
- the magnitude of the voltage of the high frequency power supply C14 to which the second electrode (the sample mounting surface adjustment electrode 61a) is connected and the phase of the voltage of the high frequency power supply C14 are adjusted.
- the state of the sheath voltage in the surface on the sample mounting surface 21 a of the electrostatic chuck portion 312 can be adjusted up and down.
- adjusting the state of the sheath voltage up and down means adjusting the sheath voltage by raising or lowering.
- FIG. 9 is a cross-sectional view showing a first modified example of the electrostatic chuck device 301 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 302 includes an electrostatic chuck portion 322, an insulating adhesive layer 323, and a cooling base portion 324.
- electrostatic chuck device 302 FIG. 9
- electrostatic chuck device 301 FIG. 8
- the position at which sample mounting surface adjustment electrode 62a is provided in electrostatic chuck portion 322, and electrode pin 25 for wafer electrostatic adsorption The position of is different.
- the wafer electrostatic chucking electrode pin 25 is installed on the outer peripheral portion of the electrostatic chuck portion 322 by providing the sample mounting surface adjustment electrode 62 a on the inner peripheral portion of the electrostatic chuck portion 322.
- the functions of the other components are the same as those of the electrostatic chuck device 301 (FIG. 8). Descriptions of the same functions as those of the electrostatic chuck device 301 (FIG. 8) will be omitted, and parts different from the electrostatic chuck device 301 (FIG. 8) will be mainly described.
- the sample mounting surface adjustment electrode 62 a is provided between the wafer electrostatic attraction electrode 23 and the cooling base portion 324 in the inner peripheral portion of the disc of the mounting plate 22 of the electrostatic chuck portion 322. That is, the sample mounting surface adjustment electrode 62 a is provided inside the electrostatic chuck portion 322.
- the sample mounting surface adjustment electrode 62a is a disk-shaped electrode. Since the sample mounting surface adjusting electrode 62a is provided inside the electrostatic chuck portion 322, the sample mounting surface adjusting electrode 62a can be installed while maintaining the general structure of the electrostatic chuck portion 322.
- the electrostatic chuck device 302 can lower the voltage of the cooling base portion 324.
- the electrostatic chuck 322 is viewed from above on the sample mounting surface 21a, the sheath voltage of the sample mounting surface 21a in a portion overlapping the sample mounting surface adjustment electrode 62a is relatively lowered, and the sample mounting surface 21a It is possible to reduce the non-uniformity of the upper etching rate.
- the second electrode (sample mounting surface adjustment electrode 62a) is connected to the high frequency power supply C14 via a matching box C13 including a capacitor and a coil.
- a matching box C13 including a capacitor and a coil.
- the second electrode (sample mounting surface adjustment electrode 62 a) is provided inside the electrostatic chuck portion 322. With this configuration, the second electrode (the sample mounting surface adjustment electrode 62a) can be installed while maintaining the general structure of the electrostatic chuck portion 322.
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing a second modification of the electrostatic chuck device 301 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 303 includes an electrostatic chuck portion 332, an insulating adhesive layer 333, and a cooling base portion 334.
- the electrostatic chuck device 303 (FIG. 10) and the electrostatic chuck device 302 (FIG. 9) are compared, the position at which the sample mounting surface adjustment electrode 63a is provided is different.
- the functions of the other components are the same as those of the electrostatic chuck device 302 (FIG. 9). Descriptions of the same functions as those of the electrostatic chuck device 302 (FIG. 9) are omitted, and parts different from the electrostatic chuck device 302 (FIG. 9) will be mainly described.
- the sample mounting surface adjustment electrode 63 a is provided between the electrostatic chuck portion 332 and the cooling base portion 334.
- the sample mounting surface adjustment electrode 63 a is provided on the inner circumferential portion of the disc of the electrostatic chuck 332 when the electrostatic chuck 332 is viewed from the top to the bottom.
- the sample mounting surface adjustment electrode 63a is a disk-shaped electrode.
- the sample mounting surface adjustment electrode 63 a is bonded to the bonding surface 21 e which is the lower surface of the electrostatic chuck portion 332.
- the sample mounting surface adjustment electrode 63a is, for example, an electrode of metal foil.
- a polyimide sheet (not shown) in addition to the insulating adhesive layer 333 between the sample mounting surface adjusting electrode 63 a and the cooling base portion 334, the sample mounting surface adjusting electrode 63 a is insulated from the cooling base portion 334.
- the sample mounting surface adjusting electrode 63a is provided on the lower surface of the electrostatic chuck portion 332 as compared with the case where the sample mounting surface adjusting electrode 63a is provided inside the electrostatic chuck portion 332, installation of the sample mounting surface adjusting electrode 63a is It is easy.
- the thickness of the electrostatic chuck portion 322 may be increased by providing the sample mounting surface adjusting electrode, compared to the case where the sample mounting surface adjusting electrode 63a is provided inside the electrostatic chuck portion 332, the sample is When the mounting surface adjustment electrode 63a is provided on the lower surface of the electrostatic chuck portion 332, the thickness of the electrostatic chuck portion 332 can be reduced.
- a second electrode (sample mounting surface adjusting electrode 63a) is provided between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion.
- the second electrode the sample mounting surface adjustment electrode 63a
- the sheath voltage on the sample mounting surface is used to reduce uneven etching on the sample mounting surface of the electrostatic chuck portion 332.
- the second electrode (sample mounting surface adjusting electrode 63a) having an effect of adjusting
- sample mounting surface adjusting electrode 63a is described as an example, a plurality of sample mounting surface adjusting electrodes 63a may be provided. The case where a plurality of sample mounting surface adjustment electrodes 63a are provided will be described later with reference to FIG.
- the electrostatic chuck device has the sample mounting surface adjustment electrode between the wafer electrostatic attraction electrode and the cooling base portion, and adjusts the acceleration voltage of the high frequency generation power supply. I explained.
- the electrostatic chuck device has an FR mounting surface adjustment electrode between the structure installation surface and the cooling base portion, and adjusts the acceleration voltage of the high frequency generation power source.
- the electrostatic chuck device according to the present embodiment is referred to as an electrostatic chuck device 401.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the electrostatic chuck device 401 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 401 includes an electrostatic chuck portion 412, an insulating adhesive layer 413, and a cooling base portion 414. Comparing the electrostatic chuck device 401 (FIG. 11) according to the present embodiment with the electrostatic chuck device 301 (FIG. 8) according to the third embodiment It differs in the shape of 414 and the point provided with FR mounting surface adjustment electrode 71a instead of the sample mounting surface adjustment electrode 61a.
- the functions possessed by the other components are the same as in the third embodiment. The description of the same functions as those of the third embodiment is omitted, and in the fourth embodiment, parts different from the third embodiment will be mainly described.
- the electrostatic chuck portion 412 is added to the mounting plate 22, the wafer electrostatic chucking electrode 23, the support plate 24, the first FR electrostatic chucking electrode 26, and the second FR electrostatic chucking second electrode 28. , FR mounting surface adjustment electrode 71a.
- the FR mounting surface adjusting electrode 71 a is provided inside the electrostatic chuck portion 412 on the structure mounting surface 21 b of the electrostatic chuck portion 412.
- the FR mounting surface adjustment electrode 71 a is provided between the first FR electrostatic attraction electrode 26 and the cooling base portion 414. That is, the electrostatic chuck device 401 has the FR mounting surface adjusting electrode 71 a between the structure mounting surface 21 b and the cooling base portion 414.
- the FR mounting surface adjustment electrode 71 a is provided inside the electrostatic chuck portion 412.
- the FR mounting surface adjustment electrode 71a is a ring-shaped electrode.
- the FR mounting surface adjustment electrode 71 a is provided between the first electrode 26 for FR electrostatic adsorption and the second electrode 28 for FR electrostatic adsorption and the insulating adhesive layer 413.
- the FR mounting surface adjustment electrode 71 a is electrically insulated from the first electrode 26 for electrostatic attraction and the second electrode 28 for electrostatic attraction.
- the insulating adhesive layer 413 has a conductive bonding layer 71c.
- the insulating bonding layer 413 is a conductive bonding layer (bonding portion) under the FR mounting surface adjustment electrode 71a in a portion overlapping the structure mounting surface 21b when the insulating bonding layer 413 is viewed from the top to the bottom. It has the sex junction layer 71c.
- the insulating adhesive layer 413 is formed to cover the periphery of the conductive bonding layer 71c.
- the conductive bonding layer 71 c is formed of, for example, a brazing material.
- the cooling base portion 414 has an extraction electrode terminal 47 in addition to the extraction electrode terminal 41, the extraction electrode terminal 43 and the extraction electrode terminal 45.
- the cooling base portion 414 is formed to cover the periphery of the lead-out electrode terminal 47.
- the lead-out electrode terminal 47 is covered by an insulator 48.
- the lead-out electrode terminal 47 is provided to penetrate the cooling base portion 414 in the Z-axis direction.
- the lead-out electrode terminal 47 is insulated from the metal cooling base portion 414 by the insulator 48.
- the lead-out electrode terminal 47 is rod-shaped, and is configured to apply a high frequency voltage to the sample mounting surface adjustment electrode 71a.
- the lead-out electrode terminal 47 is connected to the electrode pin 71b for FR mounting surface adjustment electrode through the conductive bonding layer 71c.
- the extraction electrode terminal 47 is connected to the control terminal of the switch SW2.
- the switch SW2 When the switch SW2 is connected to the first terminal SW21, the lead-out electrode terminal 47 is connected to the LC resonant circuit LC2.
- the takeout electrode terminal 47 is grounded by the ground C18 through the LC resonant circuit LC2.
- the LC resonant circuit LC2 includes a variable conductor C16 and a capacitor C17. The variable conductor C16 and the capacitor C17 are connected in series.
- the takeout electrode terminal 47 is connected to the variable conductor C16.
- the switch SW2 is connected to the second terminal SW22, the lead-out electrode terminal 47 is connected to the high frequency power supply C20 through the matching box C19.
- the extraction electrode terminal 47 is grounded by the ground C21 through the matching box C19 and the high frequency power supply C20.
- a control circuit (not shown) switches whether the switch SW2 is connected to the first terminal SW21 or to the second terminal SW22.
- Matching box C19 includes a capacitor and a coil.
- the matching box C19 is an impedance matching device, and matches the impedance of the high frequency power supply C20 on the input side with the FR mounting surface adjustment electrode 71a on the output side.
- a control circuit variably controls the magnitude of the voltage of the FR mounting surface adjustment electrode 71a by adjusting the L component of the LC resonance circuit LC2. Since the RF current flowing to the cooling base portion 414 flows through the variable conductor C16 and the capacitor C17, the electrostatic chuck device 401 and the FR mounting surface adjustment electrode 71a when viewed from above the cooling base portion 314 from above The sheath voltage of the structure mounting surface 21b of the overlapping portion can be reduced.
- a control circuit variably controls the magnitude of the voltage of the high frequency power supply C20.
- the electrostatic chuck device 401 allows the control circuit to variably control the magnitude of the voltage of the high frequency power supply C20, the phase of the voltage of the high frequency power supply C2 and the magnitude of the voltage of the high frequency power supply C2, and thereby the cooling base portion 414. Can be controlled in magnitude and direction of the sheath voltage of the structure mounting surface 21b in a portion overlapping the FR mounting surface adjusting electrode 71a when viewed from the top to the bottom.
- the sheath voltage applied to the structure installation surface 21b can be increased or decreased by adjusting the voltage and the phase of the high frequency power supplies C2 and C20.
- the high frequency power supply C2 and the high frequency power supply C20 may be a common power supply or an independent power supply.
- the electrostatic chuck device 401 may not have the LC resonant circuit LC2. In that case, the lead-out electrode terminal 47 is connected to the matching box C19 without the switch SW2.
- the position at which the FR mounting surface adjustment electrode 71a is provided is inside the electrostatic chuck portion 412. It is not limited.
- the FR mounting surface adjusting electrode 71 a may be provided, for example, between the bonding surface 21 e which is the lower surface of the electrostatic chuck portion 412 and the insulating bonding layer 413. That is, the FR mounting surface adjustment electrode 71 a may be provided between the electrostatic chuck portion 412 and the cooling base portion 414.
- a specific example in the case where the FR mounting surface adjustment electrode 71a is provided between the electrostatic chuck portion 412 and the cooling base portion 414 will be described later with reference to FIG.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing a first modified example of the electrostatic chuck device 401 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 402 includes an electrostatic chuck portion 422, an insulating adhesive layer 423, and a cooling base portion 424.
- the electrostatic chuck apparatus 402 FIG. 12
- the electrostatic chuck apparatus 401 FIG. 11
- the functions possessed by the other components are the same as in the fourth embodiment.
- the description of the same functions as those of the fourth embodiment will be omitted, and in this modification, parts different from the fourth embodiment will be mainly described.
- the electrostatic chuck 422 is added to the mounting plate 22, the electrode 23 for wafer electrostatic adsorption, the support plate 24, the first electrode 26 for FR electrostatic adsorption, and the second electrode 28 for FR electrostatic adsorption , FR mounting surface adjustment electrode 72a.
- the FR mounting surface adjusting electrode 72 a is provided inside the electrostatic chuck portion 422 on the structure mounting surface 21 b of the electrostatic chuck portion 412.
- the FR mounting surface adjusting electrode 72a straddles the sample mounting surface 21a and the structure mounting surface 21b in a direction parallel to the sample mounting surface 21a.
- the FR mounting surface adjustment electrode 72a is a ring-shaped electrode.
- the FR mounting surface adjustment electrode 72 a has a portion overlapping the wafer electrostatic adsorption electrode 23 and a part of the FR electrostatic adsorption first electrode 26.
- a control circuit variably controls the magnitude of the voltage of the FR mounting surface adjustment electrode 72a by adjusting the L component of the LC resonance circuit LC2. Since the RF current flowing to the cooling base portion 424 flows through the LC resonance circuit LC2, the electrostatic chuck device 402 overlaps the FR mounting surface adjustment electrode 72a when the cooling base portion 424 is viewed from the top to the bottom. The sheath voltage of the structure mounting surface 21b and the sheath voltage of the sample mounting surface 21a can be adjusted.
- a control circuit variably controls the magnitude of the voltage of the high frequency power supply C20.
- the electrostatic chuck device 402 allows the control circuit to variably control the magnitude of the voltage of the high frequency power C20, the phase of the voltage of the high frequency power C20 with respect to the phase of the voltage of the high frequency power C2, and the magnitude of the voltage of the high frequency power C2.
- the sheath voltage of the structure installation surface 21b and the sheath voltage of the sample mounting surface 21a of the portion overlapping the FR mounting surface adjustment electrode 72a when the cooling base portion 424 is viewed from the top to the bottom Can be made larger or smaller.
- the high frequency power supply C2 and the high frequency power supply C20 may be a common power supply or an independent power supply.
- the electrostatic chuck device 402 adjusts the sheath voltage of the sheath of the structure installation surface 21b and the sample mounting surface 21a of the portion overlapping the FR mounting surface adjustment electrode 72a when the cooling base portion 424 is viewed from the top to the bottom. be able to.
- the electric field in the electrostatic chuck 422 is a sample mounting surface in the outer peripheral portion of the sample mounting surface 21 a when the electrostatic chuck 422 is viewed from the top to the bottom. There is a case where it inclines toward the structure installation surface 21b from the downward direction perpendicular to 21a.
- the electrostatic chuck device 402 includes the FR mounting surface adjustment electrode 72a, so that the direction of the electric field in which the sheath voltage of the sample mounting surface 21a and the structure mounting surface 21b of the electrostatic chuck portion 422 is inclined is the sample mounting surface. It can be adjusted in the downward direction perpendicular to 21a.
- the electrostatic chuck device 402 can adjust the direction of the inclined electric field of the outer peripheral portion of the sample mounting surface 21a in the electrostatic chuck portion 422 in the downward direction perpendicular to the sample mounting surface 21a.
- the magnitude and direction of the sheath voltage above the portion overlapping the FR mounting surface adjustment electrode 72a when the electrostatic chuck portion 412 is viewed from above on the object mounting surface 21b can be adjusted.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing a second modification of the electrostatic chuck device 401 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 403 includes an electrostatic chuck portion 432, an insulating adhesive layer 433, and a cooling base portion 434.
- electrostatic chuck device 403 (FIG. 13) according to the present modification is compared with electrostatic chuck device 401 (FIG. 11) according to the fourth embodiment, FR mounting surface adjustment electrode 73 a cools electrostatic chuck portion 432 It differs in being provided between the base portion 434.
- the functions possessed by the other components are the same as in the fourth embodiment. The description of the same functions as those of the fourth embodiment will be omitted, and in this modification, parts different from the fourth embodiment will be mainly described.
- the FR mounting surface adjustment electrode 73 a is bonded to the bonding surface 21 e which is the lower surface of the electrostatic chuck portion 432.
- the FR mounting surface adjustment electrode 73a is, for example, an electrode of metal foil.
- the FR mounting surface adjusting electrode 73 a is insulated from the cooling base portion 434 by sandwiching a polyimide sheet (not shown) in addition to the insulating adhesive layer 433 between the FR mounting surface adjusting electrode 73 a and the cooling base portion 434.
- the installation of the FR mounting surface adjustment electrode 73a is more effective when the FR mounting surface adjustment electrode 73a is provided on the lower surface of the electrostatic chuck portion 432 It is easy.
- the thickness of the electrostatic chuck portion 432 may be increased by providing the FR mounting surface adjusting electrode, the FR mounting surface adjusting electrode 73 a may be thicker than that in the case where the electrostatic chuck portion 432 is provided. In the case where the mounting surface adjustment electrode 73 a is provided on the lower surface of the electrostatic chuck portion 432, the thickness of the electrostatic chuck portion 432 can be reduced. Therefore, the permeability when the high frequency current applied to the cooling base portion 434 propagates through the electrostatic chuck portion 432 is also improved.
- FIG. 14 is a table showing an example of a combination of the sample mounting surface adjustment electrode of the third embodiment and the FR mounting surface adjustment electrode according to the present embodiment.
- the symbol ⁇ indicates that the electrostatic chuck device is provided with one or more electrodes shown in the same row as the symbol ⁇ .
- the symbol x indicates that the electrostatic chuck device is not provided with one or more electrodes shown in the same row as the symbol o.
- a wafer mounting part shows the case where a sample mounting surface adjustment electrode is provided in the part which overlaps with the sample mounting surface 21a, when an electrostatic chuck part is faced from the top to the bottom.
- the middle part indicates the case where the FR mounting surface adjusting electrode is provided in a portion overlapping with both the sample mounting surface 21a and the structure mounting surface 21b when the electrostatic chuck portion is viewed from the top to the bottom.
- the FR portion indicates a case where an FR mounting surface adjustment electrode is provided in a portion overlapping with the structure installation surface 21b when the electrostatic chuck portion is viewed from the top to the bottom.
- the position at which the sample mounting surface adjusting electrode or the FR mounting surface adjusting electrode is provided is inside the electrostatic chuck or between the electrostatic chuck and the cooling base.
- the electrostatic chuck device overlaps the structure mounting surface 21b when the plurality of FR mounting surface adjustment electrodes are viewed from the top of the electrostatic chuck unit.
- the structure provided inside or between an electrostatic chuck part and a cooling base part is shown.
- the surface resistance value of the wafer electrostatic attraction electrode 23 is higher than the surface resistance value of the sample mounting surface adjustment electrode and the FR mounting surface adjustment electrode.
- the surface resistance value of the wafer electrostatic adsorption electrode 23 may not be higher than a predetermined value.
- the electrostatic chuck device is configured to have the RF acceleration voltage and frequency applied to the plurality of FR mounting surface adjusting electrodes 71a or FR mounting surface adjusting electrodes 72a.
- the phase can be changed.
- the electrostatic chuck device changes the phase of the RF acceleration voltage and the frequency applied to the plurality of FR mounting surface adjusting electrodes 71a or FR mounting surface adjusting electrodes 72a to move the electrostatic chuck portion 412 from the upper side to the lower side.
- FIG. 15 is a cross-sectional view showing a third modification of the electrostatic chuck device of the third embodiment of the present invention.
- An electrostatic chuck device 304 shown in FIG. 15 includes an electrostatic chuck portion 342, an insulating adhesive layer 343, and a cooling base portion 344.
- the sample mounting surface adjustment first electrode 64 a and the sample mounting surface adjustment second electrode 65 a are provided between the electrostatic chuck 342 and the cooling base 344.
- the sample mounting surface adjustment first electrode 64a is a portion of a disc in which the sample mounting surface 21a of the electrostatic chuck 342 and the adhesive surface 21e overlap when the electrostatic chuck 342 is viewed from the top to the bottom. It is equipped around the circumference.
- the sample mounting surface adjustment first electrode 64a is a disk-shaped electrode.
- the sample mounting surface adjustment second electrode 65a is the outer periphery of the disc in a portion where the sample mounting surface 21a of the electrostatic chuck 342 and the bonding surface 21e overlap when the electrostatic chuck 342 is viewed from the top to the bottom.
- the department is equipped.
- the sample mounting surface adjustment second electrode 65a is a ring-shaped electrode.
- FIG. 16 is a cross-sectional view showing a third modification of the electrostatic chuck device of the fourth embodiment of the present invention.
- the electrostatic chuck device 403 shown in FIG. 16 includes an electrostatic chuck portion 422, an insulating adhesive layer 423, and a cooling base portion 424.
- the FR mounting surface adjustment first electrode 74 a and the FR mounting surface adjustment second electrode 75 a are provided in the electrostatic chuck portion 422 on the structure mounting surface 21 b of the electrostatic chuck portion 422.
- the FR mounting surface adjustment first electrode 74 a is a ring-shaped portion in which the structure mounting surface 21 b of the electrostatic chuck 422 and the bonding surface 21 e overlap when the electrostatic chuck 422 is viewed from the top to the bottom. It is equipped around the circumference.
- the FR mounting surface adjustment first electrode 74 a is a ring-shaped electrode.
- the FR mounting surface adjustment first electrode 74 a has a portion overlapping the first FR electrostatic adsorption electrode 26 when the electrostatic chuck 422 is viewed from the top to the bottom.
- the FR mounting surface adjustment first electrode 74 a has a portion where the first electrode pin for electrostatic chucking of the FR penetrates in the Z-axis direction in a part of the ring shape.
- the FR mounting surface adjustment second electrode 75a is an outer periphery of a ring-shaped portion in which the structure mounting surface 21b of the electrostatic chuck 422 and the bonding surface 21e overlap when the electrostatic chuck 422 is viewed from the top to the bottom.
- the department is equipped.
- the FFR mounting surface adjustment second electrode 75a is a ring-shaped electrode.
- the FR mounting surface adjustment second electrode 75 a has a portion overlapping with the second FR electrostatic chucking electrode 28 when the electrostatic chuck 422 is viewed from the top to the bottom.
- the FR mounting surface adjustment second electrode 75a has a portion where the second electrode pin 29 for FR electrostatic adsorption penetrates in the Z-axis direction in a part of the ring shape.
- the FR mounting surface adjustment first electrode 74a, the FR mounting surface adjustment second electrode 75a, the first electrode pin 27 for FR electrostatic attraction, and the second electrode pin 29 for FR electrostatic attraction are electrically insulated from each other There is.
- the electrostatic chuck device 401 includes the electrostatic chuck portion 412, the cooling base portion 414, the adhesive layer (insulating adhesive layer 413), and the fourth electrode (FR mounting surface) And an adjustment electrode 71a).
- the electrostatic chuck device 401 has a fourth electrode (FR mounting surface adjustment electrode 71 a) between the structure mounting surface and the cooling base portion 414.
- the fourth electrode (FR mounting surface adjustment electrode 71a) is connected to the high frequency power supply C20 via a matching box C19 including a capacitor and a coil, or is grounded via a variable conductor (variable conductor C16).
- the RF acceleration voltage of the portion overlapping the fourth electrode (FR mounting surface adjustment electrode 71a) when the cooling base portion 414 is viewed from the top to the bottom Since the adjustment can be performed, when the electrostatic chuck portion 412 is viewed from above on the structure installation surface 21b, the structure installation surface 21b of a portion overlapping the fourth electrode (FR mounting surface adjustment electrode 71a)
- the sheath voltage can be adjusted.
- the fourth electrode (FR mounting surface adjustment electrode 71 a) is provided in the inside of the electrostatic chuck portion 412 or between the electrostatic chuck portion 412 and the cooling base portion 414.
- the fourth electrode (FR mounting surface adjustment electrode 71 a) when the fourth electrode (FR mounting surface adjustment electrode 71 a) is provided inside the electrostatic chuck portion 412, the general configuration of the electrostatic chuck portion 412 is The fourth electrode (FR mounting surface adjustment electrode 71a) can be installed while maintaining a proper structure.
- the general configuration of the electrostatic chuck portion 412 is The fourth electrode (FR mounting surface adjustment electrode 71a) can be installed while maintaining a proper structure.
- the fourth electrode (FR mounting surface adjustment electrode 73a) is provided between the electrostatic chuck portion 432 and the cooling base portion 434;
- the electrode (FR mounting surface adjustment electrode 71a) can be easily installed, and the thickness of the electrostatic chuck portion 432 can be reduced.
- the fourth electrode (FR mounting surface) is used to reduce uneven etching on the sample mounting surface of the electrostatic chuck portion 432.
- the adjustment electrode 71a) can be easily installed.
- the fourth electrode (FR mounting surface adjustment electrode 72a) straddles the sample mounting surface 21a and the structure mounting surface 21b in a direction parallel to the sample mounting surface 21a.
- the direction of the electric field in the electrostatic chuck portion 422 can be adjusted, so the electrostatic chuck portion 422 is placed from above on the structure installation surface 21b.
- the magnitude and direction of the sheath voltage above the portion overlapping with the FR mounting surface adjustment electrode 72a can be adjusted when viewed from the side.
- a plurality of fourth electrodes may be provided.
- the phases of the RF acceleration voltage and the frequency applied to the plurality of fourth electrodes can be changed. Adjusting the magnitude and direction of the sheath voltage of the structure installation surface 21b overlapping the plurality of fourth electrodes (FR mounting surface adjustment electrodes 74a and 75a) when the electrostatic chuck 422 is viewed from the top to the bottom Can.
- the electrostatic chuck device according to the present embodiment is referred to as an electrostatic chuck device 501.
- FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of the electrostatic chuck device 501 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 501 includes an electrostatic chuck portion 512, an organic material portion 513, and a cooling base portion 514. Comparing the electrostatic chuck device 501 (FIG. 17) according to the present embodiment with the electrostatic chuck device 303 (FIG. 10) according to the second modification of the third embodiment, the organic material portion 513 and the sample mounting The difference is that the surface high frequency electrode 81a is provided.
- the functions of the other components are the same as in the second modification of the third embodiment. The description of the same functions as those of the second modification of the third embodiment will be omitted, and in the fifth embodiment, parts different from the second modification of the third embodiment will be mainly described.
- the organic material portion 513 is provided between the electrostatic chuck portion 512 and the cooling base portion 514.
- the organic material portion 513 has a sample mounting surface high frequency electrode 81 a in addition to the conductive adhesive layer 31, the conductive adhesive layer 32 and the conductive adhesive layer 33.
- the lead-out electrode terminal 547 penetrates the organic material portion 513 in the Z-axis direction and is connected to the sample mounting surface high frequency electrode 81 a.
- the organic material portion 513 is formed to cover the periphery of the sample mounting surface high frequency electrode 81 a and the lead-out electrode terminal 547.
- the sample mounting surface high frequency electrode 81 a is provided in the organic material portion 513.
- the sample mounting surface high frequency electrode 81a is a disk-shaped thin film electrode.
- the sample mounting surface high frequency electrode 81a is, for example, an electrode of metal foil.
- the sample mounting surface high frequency electrode 81 a is insulated from the cooling base portion 514 by being provided inside the organic material portion 513.
- the sample mounting surface high frequency electrode 81a is easier to be manufactured when the sample mounting surface high frequency electrode 81a is provided to the organic material portion 513 . Further, compared to the case where the sample mounting surface high frequency electrode 81a is provided inside the electrostatic chuck portion 512, the thickness of the electrostatic chuck portion 512 is thinner when the sample mounting surface high frequency electrode 81a is provided to the organic material portion 513. can do.
- the lead-out electrode terminal 547 has a bar-like shape, and is configured to apply a high frequency voltage to the sample mounting surface high frequency electrode 81a.
- the takeout electrode terminal 547 is connected to the high frequency power supply C23 via a matching box C22 including a capacitor and a coil.
- the high frequency power supply C23 applies a high frequency voltage to the sample mounting surface high frequency electrode 81a through the lead-out electrode terminal 547.
- the high frequency power supply C23 is grounded by the ground C24.
- the electrostatic chuck device 501 applies a high frequency voltage to the sample mounting surface high frequency electrode 81a, whereby the sample mounting surface high frequency electrode 81a is viewed from the top of the electrostatic chuck 512 on the sample mounting surface 21a.
- the sheath voltage above the overlapping portion can be lowered to reduce the uneven etching on the sample mounting surface 21a.
- the non-uniform etching means that the etching rate is non-uniform.
- the electrostatic chuck device 501 includes the electrostatic chuck portion 512, the cooling base portion 514, the organic material portion 513, and the fifth electrode for high frequency (sample mounting surface high frequency And an electrode 81a).
- the organic material portion 513 is disposed between the electrostatic chuck portion 512 and the cooling base portion 514.
- a fifth electrode for high frequency (sample mounting surface high frequency electrode 81 a) is provided in the organic material portion 513.
- the fifth electrode for high frequency (the sample mounting surface high frequency electrode 81a) can be easily manufactured and installed.
- the electrostatic chuck device 501 can reduce the thickness of the electrostatic chuck portion 512.
- the fifth electrode for high frequency is used to reduce non-uniform etching on the sample mounting surface of the electrostatic chuck 512. The manufacture and installation of the sample mounting surface high frequency electrode 81a) can be facilitated.
- FIG. 18 is a cross-sectional view showing an example of an electrostatic chuck device 1001 according to the present embodiment.
- FIG. 19 is a plan view showing an example of an electrode of the electrostatic chuck device 1001 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 1001 includes an electrostatic chuck portion 1002, an insulating adhesive layer 1003, and a cooling base portion 1004.
- a coordinate system fixed to the electrostatic chuck device 1001 is taken as a three-dimensional orthogonal coordinate system X, Y, Z.
- the X axis of the three-dimensional orthogonal coordinate system X, Y, Z is parallel to the horizontal direction, and the Z axis is vertically upward. Upward is the positive direction of the Z axis.
- the electrostatic chuck portion 1002, the insulating adhesive layer 1003, and the cooling base portion 1004 have a disk shape when the electrostatic chuck device 1001 is viewed from above.
- the electrostatic chuck portion 1002 is disposed on the cooling base portion 1004 with the insulating adhesive layer 1003 interposed therebetween.
- the electrostatic chuck portion 1002, the insulating adhesive layer 1003, and the cooling base portion 1004 are bonded such that the centers of the disks overlap when the electrostatic chuck device 1001 is viewed from above.
- the mounting plate 1022 has a sample mounting surface 1021a which is the upper surface of the inner peripheral portion of the disk, an electrostatic chuck upper surface slope 1021b, and a structure installation surface 1021c which is the upper surface of the outer peripheral portion of the disk.
- the electrostatic chuck upper surface inclined surface 1021b is an inclined surface connecting the sample mounting surface 1021a and the structure installation surface 1021c.
- the structure installation surface 1021 c is provided in a recess which is recessed from the sample mounting surface 1021 a.
- the sample mounting surface 1021 a is a surface on which a plate-shaped sample such as a semiconductor wafer is mounted.
- the structure installation surface 1021 c is a surface on which the focus ring is mounted.
- the electrostatic chuck portion 1002 is a focus ring which is an annular structure surrounding the periphery of the sample mounting surface 1021a in the recess which is the periphery of the sample mounting surface 1021a and is recessed from the sample mounting surface 1021a.
- the focus ring (not shown) is made of, for example, a material having the same electrical conductivity as the wafer placed on the sample placement surface 1021a.
- the electrical environment for the plasma can be made to substantially coincide with the sample mounting surface, so the central portion of the etching speed on the sample mounting surface of the electrostatic chuck portion 1002 It is possible to reduce the occurrence of non-uniformity in the and the peripheral portion.
- the mounting plate 1022 and the support plate 1024 are disk-like ones having the same shape of the superposed surface, and are aluminum oxide-silicon carbide (Al 2 O 3 -SiC) composite sintered body, aluminum oxide (Al 2) O 3 ) Insulation having mechanical strength such as sintered body, aluminum nitride (AlN) sintered body, yttrium oxide (Y 2 O 3 ) sintered body, etc. and having durability against corrosive gas and its plasma It consists of ceramic ceramics sintered compact. That is, the electrostatic chuck portion 1002 is made of any one or more of an aluminum oxide-silicon carbide composite sintered body and an aluminum oxide sintered body.
- the sample mounting surface 1021 a of the mounting plate 1022 is a surface on which a plate-shaped sample such as a semiconductor wafer is mounted on the upper surface.
- a plurality of projections (not shown) having a diameter smaller than the thickness of the plate-like sample are formed on the sample mounting surface 1021a at predetermined intervals, and these projections support the plate-like sample.
- the wafer electrostatic chucking electrode 1023 is provided between the mounting plate 1022 and the support plate 1024 at the inner peripheral portion of the disc of the electrostatic chuck unit 2.
- the wafer electrostatic chucking electrode 1023 is a disk-shaped electrode as shown in FIG.
- the wafer electrostatic chucking electrode 1023 is provided across the sample mounting surface 1021 a and the bonding surface 1021 d and between the sample mounting surface 1021 a and the bonding surface slope 1021 e.
- the wafer electrostatic chucking electrode 1023 is used as an electrode for electrostatic chucking to generate charges and fix the plate-like sample by electrostatic chucking force, and its shape and size are appropriately determined depending on its use. Adjusted.
- the wafer electrostatic chucking electrode 1023 is supported by a wafer electrostatic chucking electrode pin 1025.
- the wafer electrostatic chucking electrode 1023 is connected to a lead-out electrode terminal 1041 described later via a wafer electrostatic chucking electrode pin 1025.
- the electrode 1023 for electrostatic adsorption of a wafer is made of aluminum oxide-tantalum carbide (Al 2 O 3 -Ta 4 C 5 ) conductive composite sintered body, aluminum oxide-tungsten (Al 2 O 3 -W) conductive composite sintered body Aluminum oxide-silicon carbide (Al 2 O 3 -SiC) conductive composite sintered body, aluminum nitride-tungsten (AlN-W) conductive composite sintered body, aluminum nitride-tantalum (AlN-Ta) conductive composite sintered body Conductive ceramics such as sintered body, yttrium oxide-molybdenum (Y 2 O 3 -Mo) conductive composite sintered body, or high melting point metal such as tungsten (W), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), etc. Preferably.
- the support plate 1024 has a recess on the lower surface which is a surface in contact with the insulating adhesive layer 1003. That is, the electrostatic chuck portion 1002 has a recess on the side of the insulating adhesive layer 1003.
- the lower surface of the support plate 1024 is composed of an adhesive surface 1021 d, an adhesive surface slope 1021 e, and an outer peripheral adhesive surface 1021 f. Here, downward is the negative direction of the Z axis.
- the adhesive surface 1021 d is a circular flat surface located on the inner peripheral portion of the disk-shaped support plate 1024.
- the bonding surface 1021 d is recessed with respect to the outer peripheral bonding surface 1021 f on the lower surface of the support plate 1024.
- the outer peripheral adhesion surface 1021 f is a concentric flat surface located on the outer peripheral portion of the disk-shaped support plate 1024.
- the bonding surface slope 1021 e is a slope connecting the bonding surface 1021 d and the outer peripheral portion bonding surface 1021 f. That is, the outer periphery of the concave portion of the electrostatic chuck portion 1002 is a slope.
- the outer periphery of the recess is a surface connecting the recessed portion of the recess and the surface on which the recess is provided.
- the center of the circle of the adhesive surface 1021d coincides with the center of the circle of the sample mounting surface 1021a, and the diameter of the adhesive surface 1021d is the sample mounting surface It is smaller than the diameter of 1021a. That is, when the electrostatic chuck portion 1002 is viewed from the top to the bottom, the bonding surface 1021 d is located on the inner peripheral portion of the sample mounting surface 1021 a.
- the adhesive surface 1021 d faces the sample mounting surface 1021 a.
- the outer peripheral adhesion surface 1021 f is opposed to the structure installation surface 1021 c.
- the bonding surface slope 1021 e When the electrostatic chuck portion 1002 is viewed from the top to the bottom, the bonding surface slope 1021 e has a portion overlapping the sample mounting surface 1021 a and the electrostatic chuck top surface slope 1021 b. That is, the bonding surface inclined surface 1021e which is a part of the concave portion of the electrostatic chuck portion 1002 extends to the structure installation surface 1021c when the electrostatic chuck portion 1002 is viewed from the top to the bottom.
- An inner angle A1 formed by the adhesion surface slope 1021e and the adhesion surface 1021d is more than 95 degrees and less than 165 degrees, and more preferably more than 105 degrees and less than 155 degrees.
- the etching rate and the direction of etching are the density of gas per unit area excited by plasma, the strength of the electric field (sheath voltage) on the sample mounting surface 1021a of the electrostatic chuck portion 1002, and the electric power. Affected by the direction of the line. If the density of the excited gas per unit area on the sample mounting surface 1021a, the strength of the electric field and the direction of the electric field lines are nonuniform on the surface, the etching rate and the direction of etching may be nonuniform. .
- the density of the excited etching gas differs depending on the etching apparatus due to the plasma per unit volume. In the case where the inner peripheral portion of the excitation etching gas per unit volume is smaller than the outer peripheral portion, the etching speed of the inner peripheral portion is slower than that of the outer peripheral portion in the sample mounting surface 1021a.
- a recessed portion is provided by performing a counterboring process.
- the thickness between the sample mounting surface 1021a and the bonding surface 1021d is thinner than the thickness between the sample mounting surface 1021a and the bonding surface slope 1021e. Therefore, the capacitance between the sample mounting surface 1021 a and the bonding surface 1021 d is larger than the capacitance between the sample mounting surface 1021 a and the bonding surface slope 1021 e. Therefore, the sheath voltage above the portion facing the adhesive surface 1021d in the sample mounting surface 1021a is reduced, and the etching rate on the sample mounting surface 1021a can be reduced from being nonuniform.
- the concave portion on the bottom surface of the electrostatic chuck portion 1002 has the adhesion surface slope 1021 e, the capacitance between the sample mounting surface 1021 a and the adhesion surface slope 1021 e at the outer peripheral portion of the electrostatic chuck portion 1002 However, it is possible to suppress a rapid change as compared with the capacitance between the sample mounting surface 1021 a and the adhesive surface 1021 d.
- the concave portion on the bottom surface of electrostatic chuck portion 1002 has adhesion surface slope 1021 e, a rapid change in electrostatic capacitance is suppressed in portions of electrostatic chuck portion 1002 having different thicknesses. Explain that.
- the thickness between the sample mounting surface A21a and the bonding surface A21d is thinner than the thickness between the sample mounting surface A21a and the outer peripheral bonding surface A21f. Therefore, the capacitance between the sample mounting surface A21a and the bonding surface A21d is larger than the capacitance between the sample mounting surface A21a and the outer peripheral bonding surface A21f.
- the size of the electrostatic capacitance is determined by the electrostatic capacitance between the sample mounting surface A21a and the adhesive surface A21d. The capacitance between and rapidly changes.
- the thickness between the sample mounting surface 1021a and the bonding surface 1021d and the thickness between the sample mounting surface 1021a and the bonding surface slope 1021e are, for example, 0.7 mm or more and 5.0 mm or less. .
- the thickness of the electrostatic chuck portion 1002 is less than 0.7 mm, it is difficult to secure the mechanical strength of the electrostatic chuck portion 1002.
- the thickness of the electrostatic chuck portion 1002 exceeds 5.0 mm, the high frequency transmission of the electrostatic chuck portion 1002 is lowered, and the sheath voltage is lowered.
- the thickness of the electrostatic chuck portion 1002 exceeds 5.0 mm, the heat transfer rate of the electrostatic chuck portion 1002 decreases, the heat capacity of the electrostatic chuck portion 1002 increases, and the plate-like sample to be mounted is Cooling performance and thermal responsiveness deteriorate.
- the thickness of each part described here is an example, and is not limited to the above-described range.
- the thickness of the side surface is thinner and the surface is recessed There is a risk that the mechanical strength of the portion is reduced and the electrostatic chuck 1002 is broken.
- a recessed portion provided by performing a counterboring process on the bottom surface is an adhesion surface slope 1021e instead of the side surface in the outer peripheral portion.
- the adhesion surface slope 1021e it is possible to suppress a large change in capacitance between the portion subjected to the facing process and the part not subjected to the facing process. It is possible to suppress rapid changes in the strength of the electric field and changes in the direction of the electric field in the outer peripheral portion.
- the adhesion surface slope 1021e which is a part of the concave portion extends to the structure mounting surface 1021c, so that the thickness of the electrostatic chuck portion 1002 is set to the sample mounting surface 1021a and the structure mounting Since the surface 1021 c can be made the same, the strength of the electric field of the sheath voltage and the direction of the electric field can be adjusted in the outer peripheral portion of the electrostatic chuck portion 1002. Further, in the electrostatic chuck portion 1002, an inner angle A1 formed by the bonding surface slope 1021e and the bonding surface 1021d is larger than 95 degrees and smaller than 165 degrees, more preferably larger than 105 degrees and smaller than 155 degrees.
- the sheet resistance value of the wafer electrostatic chucking electrode 1023 is higher than 1.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ .
- the surface resistance value of the wafer electrostatic chucking electrode 1023 is preferably higher than 2.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 7 ⁇ / ⁇ .
- an eddy current may be generated in the wafer electrostatic chucking electrode 1023 to be the same potential.
- the electrostatic chuck device 1001 can suppress the generation of eddy current in the wafer electrostatic chucking electrode 1023 by setting the surface resistance value of the wafer electrostatic chucking electrode 1023 higher than the lower limit value. On the other hand, by setting the surface resistance value of the wafer electrostatic chucking electrode 1023 to be lower than the above upper limit value, it is possible to maintain good suction characteristics.
- the thickness of the wafer electrostatic chucking electrode 1023 is greater than 0.5 ⁇ m and less than 50 ⁇ m.
- the thickness of the wafer electrostatic attraction electrode 1023 is preferably greater than 10 ⁇ m and less than 30 ⁇ m.
- the wafer electrostatic chucking electrode 1023 having such a thickness can be easily formed by a film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method, or a coating method such as a screen printing method. When the thickness of the wafer electrostatic chucking electrode 1023 is less than 0.5 ⁇ m, it is difficult to secure sufficient conductivity.
- the thermal expansion coefficient difference between the wafer electrostatic chucking electrode 1023 and the mounting plate 1022, and the wafer electrostatic chucking electrode 1023 and the support plate 1024 Peeling or cracking occurs in the bonding interface between the wafer electrostatic chucking electrode 1023 and the mounting plate 1022 and the bonding interface between the wafer electrostatic chucking electrode 1023 and the support plate 1024 due to the difference in thermal expansion coefficient between It will be easier.
- the FR electrostatic attraction first electrode 1026 and the FR electrostatic attraction second electrode 1028 are provided between the structure installation surface 1021 c and the cooling base portion 1004 in the electrostatic chuck portion 1002. As shown in FIG. 19, the first electrode 1026 for FR electrostatic adsorption and the second electrode 1028 for FR electrostatic adsorption are ring-shaped electrodes.
- the FR electrostatic attraction first electrode 1026 and the FR electrostatic attraction second electrode 1028 are provided between the structure installation surface 1021 c and the outer peripheral adhesion surface 1021 f.
- the diameter of the second electrode for electrostatic attraction for FRs 1028 which is a ring-shaped electrode is larger than the diameter of the first electrode 1026 for FR electrostatic adsorptions which is a ring-shaped electrode.
- the first FR electrostatic chucking electrode 1026 is supported by a first FR electrostatic chucking electrode pin 1027 on a part of the circumference of the ring as shown in FIG.
- the FR electrostatic attraction first electrode 1026 is connected to an extraction electrode terminal 1043 described later via the FR electrostatic attraction first electrode pin 1027.
- the FR electrostatic attraction second electrode 1028 is supported by the FR electrostatic attraction second electrode pin 1029 on a part of the circumference of the ring.
- the FR electrostatic attraction second electrode 1028 is connected to a lead-out electrode terminal 1045 described later via the FR electrostatic attraction second electrode pin 1029.
- the insulating adhesive layer 1003 affixes the cooling base portion 1004 to the lower surface of the electrostatic chuck portion 1002, that is, the adhesive surface 1021d, the adhesive surface slope 1021e, and the outer peripheral adhesive surface 1021f.
- the insulating adhesive layer 1003 is preferably formed of an organic adhesive such as polyimide resin, silicone resin, and epoxy. These organic adhesives have heat resistance and insulation after adhesive curing.
- the silicone resin has a low glass transition temperature, a high heat resistance temperature, and rubber elasticity. It is preferable to add insulating ceramic powder (aluminum oxide, aluminum nitride, etc.) to this silicone resin.
- the conductive adhesive layer 1031 affixes the wafer electrostatic chucking electrode pin 1025 to the lead-out electrode terminal 1041.
- the conductive adhesive layer 1032 affixes the first electrode pin 1027 for FR electrostatic adsorption to the takeout electrode terminal 1043.
- the conductive adhesive layer 1033 affixes the second electrode pin 1029 for FR electrostatic attraction to the lead-out electrode terminal 1045.
- the conductive adhesive layer 1031, the conductive adhesive layer 1032, and the conductive adhesive layer 1033 are made of a silicone-based conductive adhesive (having a conductive material such as metal or carbon added to a silico adhesive) having flexibility and electrical resistance. Preferably it is formed.
- a needle-like conductive material is more preferable than a spherical conductive material because conductivity can be secured with a small amount of addition.
- the cooling base portion 1004 is a thick disc and is configured to adjust the electrostatic chuck portion 1002 to a desired temperature.
- the cooling base portion 1004 has an inner peripheral upper surface 1401a, an inclined surface 1401b, and an outer peripheral upper surface 1401c as the upper surface.
- the inner peripheral upper surface 1401 a is a convex portion corresponding to the adhesive surface 1021 d which is a concave portion of the electrostatic chuck portion 1002.
- the inclined surface 1401 b is an inclined surface connecting the inner peripheral upper surface 1401 a and the outer peripheral upper surface 1401 c.
- a water-cooled base or the like in which a flow path for circulating water is formed is preferable.
- the material constituting the cooling base portion 1004 is not particularly limited as long as it is a nonmagnetic metal excellent in thermal conductivity, conductivity and processability, or a composite material containing these metals, for example, aluminum (Al), Aluminum alloy, copper (Cu), copper alloy, stainless steel (SUS), titanium (Ti) and the like are preferably used.
- the material of the electrostatic chuck portion 1002 is an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) sintered body or an aluminum oxide-silicon carbide (Al 2 O 3 -SiC) composite sintered body, the electrostatic chuck portion 1002 and the cooling base portion
- titanium (Ti) is preferable as a material constituting the cooling base portion 1004.
- at least the surface of the cooling base portion 1004 to be exposed to plasma is subjected to an alumite treatment, or an insulating film such as alumina is formed.
- the cooling base unit 1004 is connected to the high frequency power supply C 1008 via a matching box C 1007 including a capacitor and a coil.
- the high frequency power supply C 1008 applies an RF current for bias voltage to the cooling base portion 1004.
- the high frequency power supply C1008 is grounded by the ground C1009.
- the cooling base portion 1004 has an extraction electrode terminal 1041, an extraction electrode terminal 1043, and an extraction electrode terminal 1045.
- the cooling base portion 1004 is formed to cover the periphery of the leadout electrode terminal 1041, the leadout electrode terminal 1043 and the leadout electrode terminal 1045.
- the lead-out electrode terminal 1041, the lead-out electrode terminal 1043 and the lead-out electrode terminal 1045 are covered with an insulating insulator 1042, an insulator 1044 and an insulator 1046 each having an insulating property.
- the lead-out electrode terminal 1041, the lead-out electrode terminal 1043, and the lead-out electrode terminal 1045 are provided to penetrate the cooling base portion 1004.
- the lead-out electrode terminal 1041 has a bar-like shape and is configured to apply a DC voltage to the wafer electrostatic chucking electrode 1023.
- the lead-out electrode terminal 1041 is connected to the wafer electrostatic chucking electrode pin 1025 through the conductive adhesive layer 1031.
- the extraction electrode terminal 1041 is connected to a variable DC power supply C1001 through a high frequency cut filter (not shown).
- the lead-out electrode terminal 1043 has a rod-like shape, and is configured to apply a DC voltage to the first electrode 1026 for electrostatic chucking.
- the lead-out electrode terminal 1043 is connected to the first electrode pin 1027 for FR electrostatic attraction via the conductive adhesive layer 1032.
- the extraction electrode terminal 1043 is connected to a variable DC power supply C 1003 via a high frequency cut filter (not shown).
- the lead-out electrode terminal 1045 has a bar-like shape, and is configured to apply a DC voltage to the second electrode 1028 for FR electrostatic adsorption.
- the lead-out electrode terminal 1045 is connected to the second electrode pin 1029 for FR electrostatic attraction via the conductive adhesive layer 1033.
- the lead-out electrode terminal 1045 is connected to a variable DC power supply C1005 via a high frequency cut filter (not shown).
- the variable DC power supply C1001 is grounded by the ground C1002.
- the variable DC power supply C1003 is grounded by the ground C1004.
- the variable DC power supply C1005 is grounded by the ground C1006.
- the lead-out electrode terminal 1041, the lead-out electrode terminal 1043, and the lead-out electrode terminal 1045 are each insulated from the metallic cooling base portion 1004 by the insulator 1042, the insulator 1044 and the insulator 1046.
- the material of the lead-out electrode terminal 1041, the lead-out electrode terminal 1043, and the lead-out electrode terminal 1045 is not limited as long as it is a nonmagnetic conductive material excellent in heat resistance, but the thermal expansion coefficient is the electrode 1023 for wafer electrostatic adsorption and support It is preferable to approximate the thermal expansion coefficient of the plate 1024, and it is made of, for example, a metal material such as titanium.
- the electrostatic chuck device 1001 includes the electrostatic chuck portion 1002, the cooling base portion 1004, and the adhesive layer (insulating adhesive layer 1003).
- the electrostatic chuck unit 1002 has a sample mounting surface 1021 a on which the sample is to be mounted, and a sixth electrode (wafer electrostatic chucking electrode 1023) for electrostatic chucking.
- the electrostatic chuck portion 1002 has a first recess (adhesion surface 1021 d) on the side of the adhesive layer (insulation adhesive layer 1003), and the outer periphery of the first recess (adhesive surface 1021 d) is a slope (adherence surface slope 1021 e) It has become.
- the cooling base portion 1004 is mounted on the side of the electrostatic chuck portion 1002 opposite to the sample mounting surface 1021 a to cool the electrostatic chuck portion 1002.
- the cooling base portion 1004 has a first convex portion (inner peripheral upper surface 1401 a) corresponding to the first concave portion (adhesion surface 1021 d) of the electrostatic chuck portion 1002.
- the adhesive layer (insulation adhesive layer 1003) bonds the electrostatic chuck portion 1002 and the cooling base portion 1004.
- the thickness of the electrostatic chuck portion 1002 in the portion where the etching rate is high can be increased and the sheath voltage can be decreased. This can reduce uneven etching on the sample mounting surface of the electrostatic chuck 1002.
- the non-uniform etching means that the etching rate is non-uniform.
- the electrostatic chuck portion 1002 has an annular structure surrounding the periphery of the sample mounting surface 1021a in a second recess which is the periphery of the sample mounting surface 1021a and is recessed from the sample mounting surface 1021a It has a structure installation surface 1021c to be installed.
- the focus ring can be mounted, so the etching speed on the sample mounting surface 1021a of the electrostatic chuck portion 1002 is at the central portion and the peripheral portion Unevenness can be reduced.
- a part of the first recess of the electrostatic chuck portion 1002 extends to the structure installation surface 1021 c.
- the internal angle A1 of the slope (adhesion surface slope 1021 e) of the outer periphery of the first recess of the electrostatic chuck portion 1002 is larger than 95 degrees and smaller than 165 degrees. More preferably, it is greater than 105 degrees and less than 155 degrees.
- the electrostatic chuck device 1001 according to the present embodiment can suppress abrupt changes in the strength of the electric field and the direction of the electric field, and adhesion is the outer peripheral portion of the concave portion of the bottom surface of the electrostatic chuck portion 1002. It is possible to suppress the occurrence of a crack from the surface slope 1021 e. For this reason, in the electrostatic chuck device 1001 according to the present embodiment, it is possible to reduce the uneven etching on the sample mounting surface of the electrostatic chuck portion 1002 without increasing the number of high frequency power supplies. it can.
- the surface resistance value of the sixth electrode is higher than 1.0 ⁇ / ⁇ and higher than 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ / ⁇ . Too low.
- the surface resistance value of the sixth electrode is preferably higher than 2.0 ⁇ / ⁇ and lower than 1.0 ⁇ 10 7 ⁇ / ⁇ .
- the surface of the wafer electrostatic attraction electrode 1023 is distorted by setting the surface resistance value of the sixth electrode (the wafer electrostatic attraction electrode 1023) higher than the lower limit value. The generation of current can be suppressed.
- the sheet resistance value of the sixth electrode (wafer electrostatic chucking electrode 1023) is greater than 0.5 ⁇ m and less than 50 ⁇ m.
- the thickness of the sixth electrode (wafer electrostatic chucking electrode 1023) is preferably greater than 10 ⁇ m and less than 30 ⁇ m.
- the electrostatic chuck portion 1002 is made of any one or more of an aluminum oxide-silicon carbide composite sintered body and an aluminum oxide sintered body.
- the durability in the semiconductor manufacturing process such as plasma etching is improved, and the mechanical strength is also maintained.
- the durability in the semiconductor manufacturing process such as plasma etching is improved, and in the state where the mechanical strength is also maintained, the etching rate on the sample mounting surface of the electrostatic chuck portion 1002 becomes uneven. It can be reduced.
- the seventh embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
- the electrostatic chuck device includes the electrostatic chuck portion 1002 having the concave portion on the side of the insulating adhesive layer to reduce the uneven etching rate.
- the electrostatic chuck device further includes a dielectric layer provided between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion to reduce the uneven etching rate will be described.
- the electrostatic chuck device according to the present embodiment is referred to as an electrostatic chuck device 1201.
- FIG. 20 is a cross-sectional view showing an example of an electrostatic chuck device 1201 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 1201 includes an electrostatic chuck portion 1002, an insulating adhesive layer 1003, a cooling base portion 1214, a dielectric layer 1051a, and a dielectric layer 1051b. Comparing the electrostatic chuck device 1201 (FIG. 20) according to the present embodiment with the electrostatic chuck device 1001 (FIG. 18) according to the sixth embodiment, the presence or absence of the dielectric layer 1051a and the dielectric layer 1051b is different.
- the functions possessed by the other components are the same as in the sixth embodiment. The description of the same functions as in the sixth embodiment will be omitted, and in the seventh embodiment, parts different from the sixth embodiment will be mainly described.
- the dielectric layer 1051 a and the dielectric layer 1051 b are provided between the electrostatic chuck 1212 and the cooling base 1214.
- the dielectric layer 1051 a is provided in a recess provided in an inner peripheral upper surface 1401 a which is an inner peripheral portion of the cooling base portion 1214.
- the dielectric layer 1051a has a ring shape, and the insulator 1042 penetrates the ring center.
- the dielectric layer 1051 b is provided in a recess provided in an outer peripheral upper surface 1401 c which is an outer peripheral portion of the cooling base portion 1214.
- the dielectric layer 1051 b has a ring shape, and has a portion where the insulator 1044 penetrates in a part of the ring shape.
- the dielectric layer 1051 a and the dielectric layer 1051 b are provided in a portion of the upper surface of the electrostatic chuck portion 1002 where the strength of the electric field is strong.
- the electrostatic chuck portion 1002 and the dielectric layer 1051 a and the dielectric layer 1051 b overlap when the electrostatic chuck portion 1002 is viewed from the top to the bottom, the electrostatic chuck portion 1002 and the dielectric layer 1051 a and the dielectric layer
- the electrostatic capacitance is smaller than that at a portion where 1051 b does not overlap.
- the electrostatic chuck portion 1002 when the electrostatic chuck portion 1002 is viewed from above on the upper surface of the electrostatic chuck portion 1002, the sheath voltage above the portion overlapping the dielectric layer 1051a and the dielectric layer 1051b is lowered, and the electrostatic chuck portion is lowered. Unevenness in the etching rate and the etching direction on the top surface of the substrate 1002 can be reduced.
- the dielectric layer 1051 a and the dielectric layer 1051 b are provided between the electrostatic chuck portion 1002 and the cooling base portion 1214.
- the electrostatic chuck portion 1002 is provided by providing the dielectric layer 1051 a and the dielectric layer 1051 b in the portion where the electric field strength is strong on the upper surface of the electrostatic chuck portion 1002. It is possible to reduce the uneven etching rate and the etching direction of the upper surface of the silicon nitride film.
- the eighth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
- the electrostatic chuck device includes the electrostatic chuck portion having the recess on the side of the insulating adhesive layer to reduce the uneven etching rate.
- the thickness of the insulating adhesive layer is thicker in the portion overlapping with the structure installation surface when the electrostatic chuck portion is viewed from the top to the bottom, than in the portion overlapping with the concave portion
- the electrostatic chuck device according to the present embodiment is referred to as an electrostatic chuck device 1301.
- FIG. 21 is a cross-sectional view showing an example of an electrostatic chuck device 1301 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 1301 includes an electrostatic chuck portion 1002, an insulating adhesive layer 1313, and a cooling base portion 1314.
- the shapes of the insulating adhesive layer 1313 and the cooling base portion 1314 are different.
- the functions possessed by the other components are the same as in the sixth embodiment. The description of the same functions as in the sixth embodiment is omitted, and in the eighth embodiment, parts different from the sixth embodiment will be mainly described.
- the cooling base portion 1314 has an inner peripheral upper surface 1401a, an inclined surface 1431b, and an outer peripheral upper surface 1431c as an upper surface.
- the inclined surface 1431 b is an inclined surface connecting the inner peripheral upper surface 1401 a and the outer peripheral upper surface 1431 c.
- the height of the outer peripheral upper surface 1431 c in the vertical direction is lower than that of the outer peripheral upper surface 1401 c of the electrostatic chuck apparatus 1001 (FIG. 18) according to the sixth embodiment.
- the insulating adhesive layer 1313 for bonding the electrostatic chuck portion 1002 and the cooling base portion 1314 in accordance with the lower height of the outer peripheral upper surface 1431c is larger than the thickness of the portion in contact with the bonding surface 1021d.
- the thickness of the part in contact is larger. That is, the thickness of the insulating adhesive layer 1313 at the position corresponding to the structure installation surface 1021 c is larger than the thickness of the insulating adhesive layer 1313 between the adhesive surface 1021 d and the cooling base portion 1314.
- the inner angle A3 of the inclined surface 1431b is smaller than the inner angle A1 of the bonding surface inclined surface 1021e. Further, the inner angle A4 of the inclined surface 1431b is larger than the inner angle A2 of the bonding surface inclined surface 1021e.
- the stress applied to the insulating adhesive layer 1313 at the position corresponding to the structure installation surface 1021c is relieved by thickening the thickness of the insulating adhesive layer 1313 at the position corresponding to the structure installation surface 1021c.
- peeling of the insulating adhesive layer 1313 and deformation of the electrostatic chuck portion 1002 can be suppressed.
- the flow of the adhesive can be improved in the bonding step, and the thickness of the insulating adhesive layer 1313 can be reduced to be uneven.
- the temperature of the sample placed on the sample placement surface 1021a can be increased, the temperature of the FR can be increased, and the reprecipitation of the reaction gas on the structure installation surface 1021c is reduced. can do.
- the thickness of the adhesive layer (insulating adhesive layer 1313) between the bottom surface (adhesive surface 1021 d) of the first recess and the cooling base portion 1314 is larger.
- the stress applied to the adhesive layer (insulation adhesive layer 1313) in the outer peripheral portion is alleviated by thickening the adhesive layer (insulation adhesive layer 1313) in the outer peripheral portion.
- peeling of the adhesive layer (insulating adhesive layer 1313) and deformation of the electrostatic chuck portion 1002 can be suppressed.
- the flow of the adhesive can be improved in the bonding step, and the thickness of the bonding layer (insulation bonding layer 1313) can be reduced to be nonuniform.
- the temperature of the sample placed on the sample placement surface 1021a can be increased, the temperature of the FR can be increased, and the reprecipitation of the reaction gas on the structure installation surface 1021c is reduced. can do. For this reason, in the electrostatic chuck device 1301 according to the present embodiment, it is possible to reduce uneven etching in the surface of the wafer without increasing the number of high frequency power supplies.
- the first convex of the cooling base portion 1314 is more than the internal angle A1 of the slope (adhesion surface slope 1021 e) of the outer periphery of the first recess of the electrostatic chuck portion
- the inside angle A3 of the slope of the part (slope 1431b) is smaller.
- the ninth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
- the case where the electrostatic chuck device includes the electrostatic chuck portion having the recess on the side of the insulating adhesive layer to reduce the uneven etching rate has been described.
- the case where the electrostatic chuck device has a sample mounting surface adjustment electrode between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion and adjusts the acceleration voltage of the high frequency generating power source will be described.
- the electrostatic chuck device according to the present embodiment is referred to as an electrostatic chuck device 1401.
- FIG. 22 is a cross-sectional view showing an example of an electrostatic chuck device 1401 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 1401 includes an electrostatic chuck portion 1412, an insulating adhesive layer 1413, and a cooling base portion 1414. Comparing the electrostatic chuck device 1401 (FIG. 22) according to the present embodiment with the electrostatic chuck device 1001 (FIG. 18) according to the sixth embodiment, the electrostatic chuck device 1401 (FIG. 22) according to the present embodiment Is different in having a sample mounting surface adjustment electrode 1061a and a structure installation surface adjustment electrode 1062a.
- the functions possessed by the other components are the same as in the sixth embodiment. The description of the same functions as those of the sixth embodiment is omitted, and in the ninth embodiment, parts different from the sixth embodiment will be mainly described.
- the sample mounting surface adjustment electrode 1061 a is provided between the electrostatic chuck portion 1412 and the insulating adhesive layer 1413. That is, the sample mounting surface adjustment electrode 1061 a is provided between the electrostatic chuck portion 1412 and the cooling base portion 1414.
- the sample mounting surface adjustment electrode 1061a is provided at a portion overlapping the adhesive surface 1021d of the inner peripheral portion of the disc of the electrostatic chuck portion 1412 when the electrostatic chuck portion 1412 is viewed from the top to the bottom.
- the sample mounting surface adjustment electrode 1061a is a disk-shaped electrode.
- the structure installation surface adjustment electrode 1062 a is provided between the insulating adhesive layer 1413 and the cooling base portion 1414.
- the structure installation surface adjustment electrode 1062 a is provided at a portion overlapping the outer peripheral adhesion surface 1021 f of the outer peripheral portion of the disc of the electrostatic chuck portion 1412 when the electrostatic chuck portion 1412 is viewed from the upper side to the lower side.
- the structure installation surface adjustment electrode 1062a is a ring-shaped electrode.
- the structure installation surface adjustment electrode 1062 a is electrically insulated from the wafer electrostatic attraction electrode 1023, the FR electrostatic attraction first electrode 1026, and the FR electrostatic attraction second electrode 1028.
- the structure installation surface adjustment electrode 1062 a has a portion where the conductive adhesive layer 1032 penetrates in the direction of the Z axis.
- the sample mounting surface adjustment electrode 1061 a is joined to the lead-out electrode terminal 1047.
- the sample mounting surface adjustment electrode 1061a is a disk-shaped electrode.
- the sample mounting surface adjusting electrode 1061a and the structure installation surface adjusting electrode 1062a are, for example, electrodes of metal foil.
- a polyimide sheet (not shown) between the structure installation surface adjustment electrode 1062 a and the cooling base portion 1414, the structure installation surface adjustment electrode 1062 a is insulated from the cooling base portion 1414.
- the polyimide sheet may also be sandwiched between the sample mounting surface adjustment electrode 1061 a and the insulating adhesive layer 1413.
- the lead-out electrode terminal 1047 has a bar-like shape and is configured to apply an alternating voltage to the sample mounting surface adjustment electrode 1061a.
- the extraction electrode terminal 1047 is directly connected to the sample mounting surface adjustment electrode 1061a.
- the takeout electrode terminal 1047 is connected to the control terminal of the switch SW1001.
- the switch SW1001 When the switch SW1001 is connected to the first terminal SW1011, the lead-out electrode terminal 1047 is connected to the LC resonant circuit LC1001.
- the lead-out electrode terminal 1047 is grounded by the ground C1015 through the LC resonant circuit LC1001.
- the LC resonant circuit LC1001 includes a variable conductor C1013 and a capacitor C1014.
- the variable conductor C1013 and the capacitor C1014 are connected in series.
- the lead-out electrode terminal 1047 is connected to the variable conductor C1013.
- the switch SW1001 is connected to the second terminal SW1012
- the lead-out electrode terminal 1047 is connected to the high frequency power supply C1011 through the matching box C1010.
- the takeout electrode terminal 1047 is grounded by the ground C1012 through the matching box C1010 and the high frequency power supply C1011.
- a control circuit (not shown) switches whether the switch SW1001 is connected to the first terminal SW1011 or to the second terminal SW1012.
- a control circuit variably controls the magnitude of the voltage of the sample mounting surface adjustment electrode 1061a by adjusting the L component of the LC resonance circuit LC1001. Since the RF (Radio Frequency) current flowing to the cooling base portion 1414 flows through the variable conductor C1013 and the capacitor C1014, the electrostatic chuck device 1401 is a sample mounting surface when the cooling base portion 1414 is viewed from the top to the bottom. The RF acceleration voltage in the portion overlapping with the adjustment electrode 1061a can be lowered.
- the RF acceleration voltage of the portion overlapping the sample mounting surface adjustment electrode 1061 a is lowered, so the electrostatic chuck portion 1412 is viewed from the top to the bottom on the sample mounting surface 1021 a At this time, the sheath voltage above the portion overlapping with the sample mounting surface adjustment electrode 1061a is lowered, and it is possible to reduce the uneven etching rate on the sample mounting surface 1021a.
- a control circuit variably controls the magnitude of the voltage of the high frequency power supply C1011.
- Matching box C1010 includes a capacitor and a coil.
- the matching box C1010 is an impedance matching device, and matches the impedances of the high frequency power supply C1011 on the input side and the sample mounting surface adjustment electrode 1061a on the output side.
- the electrostatic chuck device 1401 may not have the LC resonant circuit LC1001.
- the lead-out electrode terminal 1047 is connected to the matching box C1010 without the switch SW1001.
- the electrostatic chuck device 1401 may not have the LC resonant circuit LC1002.
- the lead-out electrode terminal 1049 is connected to the matching box C1016 without passing through the switch SW1002.
- the lead-out electrode terminal 1049 has a rod-like shape, and is configured to apply an alternating voltage to the structure installation surface 1021c.
- the lead-out electrode terminal 1049 is directly connected to the structure installation surface adjustment electrode 1062a. It is preferable that the extraction electrode terminal 1049 and the structure installation surface adjustment electrode 1062 a be made of the same material.
- the takeout electrode terminal 1049 is connected to the control terminal of the switch SW1002. When the switch SW 1002 is connected to the first terminal SW 1021, the lead-out electrode terminal 1049 is connected to the LC resonant circuit LC 1002. The lead-out electrode terminal 1049 is grounded by the ground C 1021 through the LC resonant circuit LC1002.
- the LC resonant circuit LC1002 includes a variable conductor C1019 and a capacitor C1020.
- the variable conductor C1019 and the capacitor C1020 are connected in series.
- the switch SW 1002 is connected to the first terminal SW 1021
- the lead-out electrode terminal 1049 is connected to the variable conductor C 1019.
- the switch SW 1002 is connected to the second terminal SW 1022
- the lead-out electrode terminal 1049 is connected to the high frequency power supply C 1017 through the matching box C 1016.
- the takeout electrode terminal 1049 is grounded by the ground C1018 through the matching box C1016 and the high frequency power supply C1017.
- a control circuit (not shown) switches whether the switch SW 1002 is connected to the first terminal SW 1021 or to the second terminal SW 1022.
- a control circuit variably controls the magnitude of the voltage of the structure installation surface adjusting electrode 1062 a by adjusting the L component of the LC resonant circuit LC 1002. Since the RF current flowing to the cooling base portion 1414 flows through the variable conductor C1019 and the capacitor C1020, the electrostatic chuck device 1401 is configured to adjust the structure installation surface adjusting electrode 1062a when the cooling base portion 1414 is viewed from the top to the bottom. It is possible to lower the RF acceleration voltage of the overlapping portion.
- the cooling base portion 1414 When the cooling base portion 1414 is viewed from the top to the bottom, the RF acceleration voltage of the portion overlapping with the structure installation surface adjustment electrode 1062a is lowered, so the electrostatic chuck portion 1412 is from the top to the bottom on the structure installation surface 1021c. When viewed, the sheath voltage above the portion overlapping with the structure installation surface adjustment electrode 1062 a is reduced, and it is possible to reduce the uneven etching rate on the structure installation surface 1021 c.
- Matching box C1016 includes a capacitor and a coil.
- the matching box C1016 is an impedance matching device, and matches the impedance of the high frequency power supply C1017 on the input side and the structure installation surface adjusting electrode 1062a on the output side.
- the sample mounting surface adjustment electrode 1061a is provided in a portion overlapping the adhesive surface 1021d of the inner peripheral portion of the disc of the electrostatic chuck portion 1412 when the electrostatic chuck portion 1412 is viewed from the top to the bottom,
- the wafer electrostatic chucking electrode pin 1025 is provided at a portion not overlapping the sample mounting surface adjustment electrode 1061a on the outer peripheral side of the bonding surface 1021d.
- the lead-out electrode terminal 1047 penetrates at the inner peripheral portion of the surface in contact with the adhesive surface 1021d.
- the conductive adhesive layer 1034 is provided on the outer peripheral portion of the surface in contact with the adhesive surface 1021 d so as not to overlap with the lead-out electrode terminal 1047.
- the cooling base portion 1414 has an extraction electrode terminal 1047 and an extraction electrode terminal 1049 in addition to the extraction electrode terminal 1041, the extraction electrode terminal 1043 and the extraction electrode terminal 1045.
- the lead-out electrode terminal 1047 is provided to penetrate the inner peripheral portion of the inner peripheral upper surface 1401 a of the cooling base portion 1414.
- the lead-out electrode terminal 1049 is provided to penetrate the inner peripheral portion of the outer peripheral upper surface 1401 c.
- the extraction electrode terminal 1041 is provided to penetrate the cooling base portion 1414 at the outer peripheral portion of the inner peripheral upper surface 1401a so as not to overlap the extraction electrode terminal 1047.
- the lead-out electrode terminal 1047 is covered with an insulator 1048.
- the lead-out electrode terminal 1049 is covered with an insulator 1050.
- the cooling base portion 1414 is formed to cover the insulator 1048 and the insulator 1050.
- the lead-out electrode terminal 1047 is insulated from the metal cooling base portion 1414 by the insulator 1048.
- the lead-out electrode terminal 1049 is insulated from the metal cooling base portion 1414 by the insulator 1050.
- the electrode layer of the RF application or the LC component (the sample mounting surface adjustment electrode 1061 a and the electrode between the electrostatic chuck portion 1412 and the cooling base portion 1414 A structure installation surface adjustment electrode 1062a) is provided.
- adjustment can be performed by raising and lowering the sheath voltage, so that the etching speed and the etching direction on the electrostatic chuck portion 1412 become uneven. Can be reduced.
- the tenth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
- the case where the electrostatic chuck device has the sample mounting surface adjustment electrode between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion and adjusts the acceleration voltage of the high frequency generation power source has been described.
- the case where one or more sample mounting surface high frequency electrodes are disposed inside an organic material portion connecting the electrostatic chuck portion and the metallic base will be described.
- the electrostatic chuck device according to the present embodiment is referred to as an electrostatic chuck device 1501.
- FIG. 23 is a cross-sectional view showing an example of an electrostatic chuck device 1501 according to the present embodiment.
- the electrostatic chuck device 1501 includes an electrostatic chuck portion 1412, an organic material portion 1513, and a metallic base 1514. Comparing the electrostatic chuck device 1501 (FIG. 23) according to the present embodiment with the electrostatic chuck device 1401 (FIG. 22) according to the ninth embodiment, an organic material portion 1513 and a metallic base 1514 are provided, The difference is that the sample mounting surface adjustment electrode 1071a is provided inside the organic material portion 1513.
- the functions of the other components are the same as in the ninth embodiment. The description of the same functions as in the ninth embodiment will be omitted, and in the tenth embodiment, parts different from the ninth embodiment will be mainly described.
- the organic material portion 1513 is provided between the electrostatic chuck portion 1412 and the metallic base 1514.
- the organic material portion 1513 has a sample mounting surface adjustment electrode 1071a inside.
- the lead-out electrode terminal 1547 penetrates the organic material portion 1513 and is connected to the sample mounting surface adjustment electrode 1071a.
- the lead-out electrode terminal 1547 and the sample mounting surface adjustment electrode 1071a are preferably made of the same material.
- the organic material portion 1513 is formed so as to cover the periphery of the sample mounting surface adjustment electrode 1071a and the lead-out electrode terminal 1547.
- the sample mounting surface adjustment electrode 1071a is provided on an inner peripheral portion of a portion overlapping the inner peripheral upper surface 1401a when the organic material portion 1513 inside the organic material portion 1513 is viewed from the upper side to the lower side.
- the sample mounting surface adjustment electrode 1071 a is provided in the organic material portion 1513.
- the sample mounting surface adjustment electrode 1071a is a disk-shaped thin film electrode.
- the sample mounting surface adjustment electrode 1071a is, for example, an electrode of metal foil.
- the sample mounting surface adjustment electrode 1071 a is insulated from the metallic base 1514 by being provided inside the organic material portion 1513.
- the sample mounting surface adjusting electrode 1071a is easier to manufacture when the sample mounting surface adjusting electrode 1071a is provided to the organic material portion 1513 than when the sample mounting surface adjusting electrode 1071a is provided inside the electrostatic chuck portion 1412. . Further, the thickness of the electrostatic chuck portion 1412 is thinner in the case where the sample mounting surface adjusting electrode 1071 a is provided in the organic material portion 1513 than in the case where the sample mounting surface adjusting electrode 1071 a is provided inside the electrostatic chuck portion 1412. can do.
- the lead-out electrode terminal 1547 has a bar-like shape, and is configured to apply a high frequency voltage to the sample mounting surface adjustment electrode 1071a.
- the lead-out electrode terminal 1547 is directly connected to the sample mounting surface adjustment electrode 1071a.
- the lead-out electrode terminal 1547 is connected to the control terminal of the switch SW1001.
- the electrostatic chuck device 1501 applies a high frequency voltage to the sample mounting surface adjusting electrode 1071a to make the sample mounting surface adjusting electrode 1071a and the sample mounting surface adjusting electrode 1071a look downward on the sample mounting surface 1021a.
- the sheath voltage above the overlapping portion can be lowered to reduce the uneven etching rate and etching direction on the sample mounting surface 1021a.
- one sample mounting surface adjusting electrode 1071a is provided in the organic material portion 1513 as an example, a plurality of sample mounting surface adjusting electrodes are provided in the organic material portion 1513. It is also good. When a plurality of sample mounting surface adjusting electrodes are provided inside the organic material portion 1513, the plurality of sample mounting surface adjusting electrodes overlap the inner circumferential upper surface 1401a when the organic material portion 1513 is viewed from the top to the bottom A plurality of sample mounting surface adjustment electrodes are provided so as not to overlap each other.
- the shapes of the plurality of sample mounting surface adjustment electrodes are disk-like or ring-like, and disk-like or ring-like may be combined.
- the electrostatic chuck device 1501 includes the electrostatic chuck portion 1412, the metallic base 1514, the organic material portion 1513, and one or more of RF voltage application or LC adjustment. And a seventh electrode (sample mounting surface adjustment electrode 1071a).
- the metallic base 1514 is placed on the side of the electrostatic chuck 1412 opposite to the sample placement surface 1021a, and can apply an RF voltage.
- the organic material portion 1513 is disposed between the electrostatic chuck portion 1412 and the metallic base 1514.
- One or more seventh electrodes (sample mounting surface adjusting electrode 1071 a) for applying an RF voltage or LC adjustment are provided in the organic material portion 1513.
- the sheath voltage can be lowered in the electrostatic chuck device 1501 according to the present embodiment, so that the etching speed and the etching direction on the electrostatic chuck portion 1412 can be reduced to be nonuniform. it can. Further, in the electrostatic chuck device 1501, the manufacture and installation of the fifth electrode for high frequency (the sample mounting surface adjustment electrode 1071a) can be facilitated. Further, in the electrostatic chuck device 1501, the thickness of the electrostatic chuck portion 1412 can be reduced. Further, in the electrostatic chuck device 1501, RF current for high frequency bias voltage can be applied to the metallic base 1514.
- Uneven etching in the plane of the wafer can be reduced.
- Electrostatic chuck device 2 212, 312, 322, 332, 412, 422, 512 Electrostatic chuck part 3, 213, 313, 323, 333, 413, 423 insulating adhesive layer 4, 214, 314, 324, 334, 414, 424, 514 cooling base portion 21a sample mounting surface 21b structure mounting surface 21c, 21d, 21e bonding surface 22 mounting plate 23, 23a, 23b wafer static Electro-adsorption electrode (first electrode) 24, 224 support plate 25 electrode pin for wafer electrostatic attraction 26 first electrode for FR electrostatic attraction (third electrode) 27 FR first electrode pin for electrostatic adsorption 28 second electrode for FR electrostatic adsorption (third electrode) 29 FR 2nd electrode pin for electrostatic attraction 31, 32, 33 conductive adhesive layer 513 organic material portion 41, 43, 45, 47, 547 lead-out electrode terminal 42, 44, 46, 48 insulating insulator 51 dielectric layer 61a, 62a, 63a
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Abstract
静電チャック装置は、試料を載置する試料載置面を有するとともに静電吸着用の第1の電極を有する静電チャック部と、静電チャック部に対し試料載置面とは反対側に載置され静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、静電チャック部と前記冷却ベース部とを接着する接着層と、を備え、静電チャック部は、接着層の側に凹凸を有しており、第1の電極の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。
Description
本発明は、静電チャック装置に関する。
本願は、2017年9月29日に、日本に出願された特願2017-189718号及び特願2017-189719号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2017年9月29日に、日本に出願された特願2017-189718号及び特願2017-189719号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
半導体装置の製造において、密閉可能な処理チャンバー内にプラズマを発生させて、半導体ウエハ等の被処理基板の処理を行うプラズマエッチング装置が知られている。プラズマエッチング装置においては、ウエハの面内におけるエッチング速度の均一性及びエッチングの方向の均一性が求められる。しかし、プラズマエッチング装置において、エッチング速度及びエッチングの方向は、プラズマ内の電場の強さ及び電気力線の方向の影響を受け得る。そのため、プラズマエッチング装置のウエハの面内におけるエッチング速度及びエッチングの方向の均一性が低下してしまう場合がある。
3次元NANDフラッシュ・メモリのメモリーホール等においては、絶縁層及び電極層の多層膜の深孔のエッチングが必要とされ、ウエハの面内でのエッチング速度とホールの垂直性が特に重要となる。
3次元NANDフラッシュ・メモリのメモリーホール等においては、絶縁層及び電極層の多層膜の深孔のエッチングが必要とされ、ウエハの面内でのエッチング速度とホールの垂直性が特に重要となる。
プラズマエッチング装置において、ウエハの面内におけるエッチング速度及びエッチングの方向が不均一になってしまう問題を改善するための技術として、基板を載置する台に電極を設けウエハの面内に高周波の電力を印加することによりウエハの面内のエッチング速度及びエッチングの方向の均一性の向上を図るプラズマ処理装置が知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、上記のプラズマ処理装置においては、バイアス分布制御用電極に印加された高周波電圧により部分的に加速電圧の調整をしても、静電チャック用電極内を高周波電流が流れ、静電チャック用電極において面内の電圧勾配が緩和されるため、充分な効果を発現できない問題点を有していた。
また、上記のプラズマ処理装置では、複数のバイアス分布制御用の電極及び電源を必要とするため、装置コストの増加につながるとともに、静電チャック部にウエハを静電吸着する電極と、バイアス分布制御用電極とを設置する必要があり、結果として静電チャック部が厚くなり、静電チャック部の高周波透過性が低下する問題点も有していた。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ウエハの面内のエッチングが不均一になってしまうことを軽減することができる静電チャック装置を提供する。
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、試料を載置する試料載置面を有するとともに静電吸着用の第1の電極を有する静電チャック部と、前記静電チャック部に対し前記試料載置面とは反対側に載置され前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、前記静電チャック部と前記冷却ベース部とを接着する接着層と、を備え、前記静電チャック部は、前記接着層の側に凹凸を有しており、前記第1の電極の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い、静電チャック装置である。
ここで、面抵抗値の単位はΩ/□(オーム毎スクウェア)とし、以下においても同様である。
ここで、面抵抗値の単位はΩ/□(オーム毎スクウェア)とし、以下においても同様である。
また、本発明の一態様は、試料を載置する試料載置面を有するとともに静電吸着用の第1の電極を有する静電チャック部と、前記静電チャック部に対し前記試料載置面とは反対側に載置され前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、前記静電チャック部と前記冷却ベース部とを接着する接着層と、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に設けられた誘電体層とを備え、前記第1の電極の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い、静電チャック装置である。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記誘電体層における誘電体の誘電率は、前記静電チャック部の誘電率よりも小さい。
また、本発明の一態様は、試料を載置する試料載置面を有するとともに静電吸着用の第1の電極を有する静電チャック部と、前記静電チャック部に対し前記試料載置面とは反対側に載置され前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、前記静電チャック部と前記冷却ベース部とを接着する接着層と、を備え、前記第1の電極と前記冷却ベース部との間に、第2の電極を有しており、前記第1の電極の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い、静電チャック装置である。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記第2の電極は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスを介して高周波電源に接続される、または、可変のコンダクタを介して接地される。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記第2の電極の面抵抗値は、前記第1の電極の面抵抗値よりも低い。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記第2の電極は、前記静電チャック部の内部、または、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に、備えられる。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記冷却ベース部は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスを介して高周波電源に接続される。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記冷却ベース部は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスを介して高周波電源に接続され、前記冷却ベース部が接続される前記高周波電源の第1の電圧の大きさ及び前記第1の電圧の位相と、前記第2の電極が接続される前記高周波電源の第2の電圧の大きさ及び前記第2の電圧の位相とを調整する。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記第1の電極は、不図示の高周波カットフィルタを介して可変型直流電源に接続される。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記静電チャック部は、前記試料載置面の周囲であって前記試料載置面よりも凹んでいる凹部に、前記試料載置面の周囲を囲む円環状の構造物を設置する構造物設置面を有する。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記構造物設置面と前記冷却ベース部との間に、静電吸着用の第3の電極を有する。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記第3の電極の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記構造物設置面と前記冷却ベース部との間に、第4の電極を有しており、前記第4の電極は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスを介して高周波電源に接続される、または、可変のコンダクタを介して接地される。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記第4の電極は、前記静電チャック部の内部、または、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に、備えられる。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記第4の電極は、前記試料載置面に平行な方向について、前記試料載置面と前記構造物設置面とを跨ぐ。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記第4の電極は、複数ある。
また、本発明の一態様は、試料を載置する試料載置面を有するとともに静電吸着用の第1の電極を有する静電チャック部と、前記静電チャック部に対し前記試料載置面とは反対側に載置され前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に配置される有機材料部と、前記有機材料部に設けられる高周波用の第5の電極と、を備える静電チャック装置である。
また、本発明の一態様は、試料を載置する試料載置面を有するとともに静電吸着用の第1の電極を有する静電チャック部と、前記静電チャック部に対し前記試料載置面とは反対側に載置され前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、前記静電チャック部と前記冷却ベース部とを接着する接着層と、を備え、前記静電チャック部は、前記接着層の側に第1の凹部を有しており、前記静電チャック部の前記第1の凹部の外周は、斜面となっており、前記冷却ベース部は、前記静電チャック部の前記第1の凹部に対応した第1の凸部を有している、静電チャック装置である。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記静電チャック部は、前記試料載置面の周囲であって前記試料載置面よりも凹んでいる第2の凹部に、前記試料載置面の周囲を囲む円環状の構造物を設置する構造物設置面を有する。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記静電チャック部の前記第1の凹部の一部が、前記構造物設置面まで伸びている。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記第1の凹部の底面と前記冷却ベース部との間における前記接着層の厚みよりも、前記構造物設置面に対応する位置における前記接着層の厚みの方が大きい。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記静電チャック部の前記第1の凹部の外周の斜面の内角度が、95度よりも大きく165度よりも小さい。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に、誘電体層を備える。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に、RF印加またはLC成分の電極層を備える。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記第1の電極の面抵抗値が1.0Ω/□よりも大きく1.0×1010Ω/□よりも小さく、前記第1の電極の厚さが0.5μmよりも厚く50μmよりも薄い。
ここで、面抵抗値の単位はΩ/□(オーム毎スクウェア)とし、以下においても同様である。
ここで、面抵抗値の単位はΩ/□(オーム毎スクウェア)とし、以下においても同様である。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記静電チャック部の前記第1の凹部の外周の斜面の内角度よりも、前記冷却ベース部の前記第1の凸部の斜面の内角度の方が小さい(前記静電チャック部の前記第1の凹部の外周の斜面の接着層の厚みは外周部の方が厚い)。
また、本発明の一態様は、試料を載置する試料載置面を有するとともに静電吸着用の第1の電極を有する静電チャック部と、前記静電チャック部に対し前記試料載置面とは反対側に載置されRF電圧を印加することが可能な金属性ベースと、前記静電チャック部と前記金属性ベースとを接続する有機材料部と、前記有機材料部に設けられるRF電圧印加用またはLC調整用の1以上の第2の電極と、を備える静電チャック装置である。
また、本発明の一態様は、上記に記載の静電チャック装置において、前記静電チャック部は、酸化アルミニウム-炭化ケイ素複合焼結体、酸化アルミニウム焼結体のいずれか1つ以上からなる。
本発明によれば、ウエハの面内のエッチングが不均一になってしまうことを軽減することができる。
(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第1の実施形態について詳しく説明する。図1は、本実施形態に係る静電チャック装置1の一例を示す断面図である。図2は、本実施形態に係る静電チャック装置1の電極の一例を示す平面図である。静電チャック装置1は、静電チャック部2と、絶縁接着層3と、冷却ベース部4とを備える。
ここで、静電チャック装置1に固定された座標系を、3次元直交座標系X、Y、Zとする。ここで、3次元直交座標系X、Y、ZのX軸は、水平方向に平行な向きであり、Z軸は、鉛直方向上向きである。上向きとはZ軸の正の向きである。
静電チャック部2と、絶縁接着層3と、冷却ベース部4とは、静電チャック装置1を上方から下にみたときに円板状の形状である。静電チャック部2は、絶縁接着層3を挟んで冷却ベース部4の上に設置される。静電チャック部2と、絶縁接着層3と、冷却ベース部4とは、静電チャック装置1を上方から下にみたときに円板の中心が重なるように接着されている。
以下、図面を参照しながら本発明の第1の実施形態について詳しく説明する。図1は、本実施形態に係る静電チャック装置1の一例を示す断面図である。図2は、本実施形態に係る静電チャック装置1の電極の一例を示す平面図である。静電チャック装置1は、静電チャック部2と、絶縁接着層3と、冷却ベース部4とを備える。
ここで、静電チャック装置1に固定された座標系を、3次元直交座標系X、Y、Zとする。ここで、3次元直交座標系X、Y、ZのX軸は、水平方向に平行な向きであり、Z軸は、鉛直方向上向きである。上向きとはZ軸の正の向きである。
静電チャック部2と、絶縁接着層3と、冷却ベース部4とは、静電チャック装置1を上方から下にみたときに円板状の形状である。静電チャック部2は、絶縁接着層3を挟んで冷却ベース部4の上に設置される。静電チャック部2と、絶縁接着層3と、冷却ベース部4とは、静電チャック装置1を上方から下にみたときに円板の中心が重なるように接着されている。
(静電チャック部)
静電チャック部2は、静電チャック装置1を上方から下にみたときに、図2に示すように円板状である。静電チャック部2は、載置板22と、ウエハ静電吸着用電極23と、支持板24と、FR(Focus Ring:フォーカスリング)静電吸着用第1電極26と、FR静電吸着用第2電極28とを有する。載置板22と、支持板24とは一体化されている。
静電チャック部2は、静電チャック装置1を上方から下にみたときに、図2に示すように円板状である。静電チャック部2は、載置板22と、ウエハ静電吸着用電極23と、支持板24と、FR(Focus Ring:フォーカスリング)静電吸着用第1電極26と、FR静電吸着用第2電極28とを有する。載置板22と、支持板24とは一体化されている。
載置板22は、円板の内周部分の上面である試料載置面21aと、円板の外周部分の上面である構造物設置面21bとを有している。
構造物設置面21bは、試料載置面21aよりも凹んでいる凹部に設けられている。試料載置面21aは、半導体ウエハ等の板状試料が載置される面である。構造物設置面21bは、フォーカスリングが載置される面である。つまり、静電チャック部2は、試料載置面21aの周囲であって試料載置面21aよりも凹んでいる凹部に、試料載置面21aの周囲を囲む円環状の構造物であるフォーカスリングを設置する構造物設置面21bを有する。
構造物設置面21bは、試料載置面21aよりも凹んでいる凹部に設けられている。試料載置面21aは、半導体ウエハ等の板状試料が載置される面である。構造物設置面21bは、フォーカスリングが載置される面である。つまり、静電チャック部2は、試料載置面21aの周囲であって試料載置面21aよりも凹んでいる凹部に、試料載置面21aの周囲を囲む円環状の構造物であるフォーカスリングを設置する構造物設置面21bを有する。
フォーカスリング(不図示)は、例えば、試料載置面21aに載置されるウエハと同等の電気伝導性を有する材料を形成材料としている。ウエハの周縁部にフォーカスリングを配置することにより、プラズマに対する電気的な環境を試料載置面と略一致させることができるため、静電チャック部2の試料載置面上のエッチング速度が中央部と周縁部とにおいて不均一になってしまうことを軽減させることができる。
載置板22及び支持板24は、重ね合わせた面の形状を同じくする円板状のものであり、酸化アルミニウム-炭化ケイ素(Al2O3-SiC)複合焼結体、酸化アルミニウム(Al2O3)焼結体、窒化アルミニウム(AlN)焼結体、酸化イットリウム(Y2O3)焼結体等の機械的な強度を有し、かつ腐食性ガス及びそのプラズマに対する耐久性を有する絶縁性のセラミックス焼結体からなる。
載置板22の試料載置面21aは、上面に半導体ウエハ等の板状試料を載置する面である。試料載置面21aには、直径が板状試料の厚さより小さい突起部(不図示)が複数所定の間隔で形成され、これらの突起部が板状試料を支える。
載置板22の試料載置面21aは、上面に半導体ウエハ等の板状試料を載置する面である。試料載置面21aには、直径が板状試料の厚さより小さい突起部(不図示)が複数所定の間隔で形成され、これらの突起部が板状試料を支える。
ウエハ静電吸着用電極23は、静電チャック部2の円板の内周部において、載置板22と支持板24との間に設けられる。ウエハ静電吸着用電極23は、図2に示すように円板状の電極である。ウエハ静電吸着用電極23は、試料載置面21aと接着面21cとの間及び試料載置面21aと接着面21dとの間に跨って設けられる。
ウエハ静電吸着用電極23は、電荷を発生させて静電吸着力で板状試料を固定するための静電チャック用電極として用いられるもので、その用途によって、その形状や、大きさが適宜調整される。ウエハ静電吸着用電極23は、ウエハ静電吸着用電極ピン25により支持される。ウエハ静電吸着用電極23は、ウエハ静電吸着用電極ピン25を介して、後述する取出電極端子41と接続されている。
ウエハ静電吸着用電極23は、酸化アルミニウム-炭化タンタル(Al2O3-Ta4C5)導電性複合焼結体、酸化アルミニウム-タングステン(Al2O3-W)導電性複合焼結体、酸化アルミニウム-炭化ケイ素(Al2O3-SiC)導電性複合焼結体、窒化アルミニウム-タングステン(AlN-W)導電性複合焼結体、窒化アルミニウム-タンタル(AlN-Ta)導電性複合焼結体、酸化イットリウム-モリブデン(Y2O3-Mo)導電性複合焼結体等の導電性セラミックスにより形成されることが好ましい。
支持板24は、絶縁接着層3と接する面である下面に凹面を有する。つまり、静電チャック部2は、絶縁接着層3の側に凹凸を有する。支持板24の下面は、接着面21c及び接着面21dからなる。ここで下向きとはZ軸の負の向きである。
接着面21cは、円板状の支持板24の内周部分に位置する円形の平面である。接着面21cは、支持板24の下面において接着面21dに対して凹んでいる。接着面21dは、円板状の支持板24の外周部分に位置する同心円状の平面である。静電チャック部2を上方からみた場合に、接着面21cの円の中心と試料載置面21aの円の中心とは一致しており、接着面21cの直径は試料載置面21aの直径よりも小さい。つまり、静電チャック部2を上方からみた場合に、接着面21cは試料載置面21aよりも内周部分に位置する。
接着面21cは、試料載置面21aと対向している。接着面21dは、試料載置面21aと対向する内周部分と、構造物設置面21bと対向する外周部分とを有する。試料載置面21aと接着面21cとの間の厚さは、試料載置面21aと接着面21dとの間の厚さより薄い。
接着面21cは、円板状の支持板24の内周部分に位置する円形の平面である。接着面21cは、支持板24の下面において接着面21dに対して凹んでいる。接着面21dは、円板状の支持板24の外周部分に位置する同心円状の平面である。静電チャック部2を上方からみた場合に、接着面21cの円の中心と試料載置面21aの円の中心とは一致しており、接着面21cの直径は試料載置面21aの直径よりも小さい。つまり、静電チャック部2を上方からみた場合に、接着面21cは試料載置面21aよりも内周部分に位置する。
接着面21cは、試料載置面21aと対向している。接着面21dは、試料載置面21aと対向する内周部分と、構造物設置面21bと対向する外周部分とを有する。試料載置面21aと接着面21cとの間の厚さは、試料載置面21aと接着面21dとの間の厚さより薄い。
プラズマエッチング装置において、エッチング速度及びエッチングの方向は、静電チャック部2の試料載置面21a上の電場の強さ及び電気力線の方向に影響される。試料載置面21a上の電場の強さ及び電気力線の方向が面上において不均一である場合、エッチング速度及びエッチングの方向は不均一になり得る。
試料載置面21aにおいて、面内のエッチング速度は、試料載置面21aに載置されるウエハ上のプラズマの密度、プラズマを構成するイオンの加速電圧及びプラズマの温度の分布の影響を受ける。ウエハ上のプラズマの密度、プラズマを構成するイオンの加速電圧及びプラズマの温度の分布は、静電チャック装置1が備えられるプラズマエッチング装置の種類により異なる。
図1では、静電チャック装置1が備えられるプラズマエッチング装置が、単位体積当たりのプラズマ励起されたエッチングガスの内周部分の密度が外周部分の密度に比べて小さなプラズマエッチング装置である場合について説明する。
この場合、試料載置面21aにおいて、内周部分の方が外周部分よりもエッチング速度は遅くなる。したがって、試料載置面21aにおいて、接着面21cと対向する部分の方が、接着面21dと対向する部分よりもエッチング速度は遅くなる。
試料載置面21aにおいて、面内のエッチング速度は、試料載置面21aに載置されるウエハ上のプラズマの密度、プラズマを構成するイオンの加速電圧及びプラズマの温度の分布の影響を受ける。ウエハ上のプラズマの密度、プラズマを構成するイオンの加速電圧及びプラズマの温度の分布は、静電チャック装置1が備えられるプラズマエッチング装置の種類により異なる。
図1では、静電チャック装置1が備えられるプラズマエッチング装置が、単位体積当たりのプラズマ励起されたエッチングガスの内周部分の密度が外周部分の密度に比べて小さなプラズマエッチング装置である場合について説明する。
この場合、試料載置面21aにおいて、内周部分の方が外周部分よりもエッチング速度は遅くなる。したがって、試料載置面21aにおいて、接着面21cと対向する部分の方が、接着面21dと対向する部分よりもエッチング速度は遅くなる。
静電チャック部2においては、試料載置面21aと接着面21dとの間の厚さが、試料載置面21aと接着面21cとの間の厚さよりも厚くなっている。従って、試料載置面21aと接着面21dとの間の静電容量は、試料載置面21aと接着面21cとの間の静電容量よりも小さくなり、試料載置面21aにおいて接着面21cと対向する部分の上方のシース電圧が上がる。
静電チャック部2では、試料載置面21aにおいて接着面21cと対向するプラズマ励起されたエッチングガスの密度が低い部分のシース電圧を上げることにより、試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
静電チャック部2では、試料載置面21aにおいて接着面21cと対向するプラズマ励起されたエッチングガスの密度が低い部分のシース電圧を上げることにより、試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
試料載置面21aと接着面21cとの間の厚さ、試料載置面21aと接着面21dとの間の厚さ及び構造物設置面21bと接着面21dとの間の厚さは、一例として0.7mm以上かつ5.0mm以下に形成されている。
例えば、静電チャック部2の厚さが0.7mmを下回ると、静電チャック部2の機械的強度を確保することが難しくなる。静電チャック部2の厚さが5.0mmを上回ると、静電チャック部2の高周波透過性は低下し、シース電圧も低下する。また、静電チャック部2の熱伝導率が低下すると共に、静電チャック部2の熱容量が大きくなり、試料載置面21aに載置される板状試料の冷却性能や熱応答性が劣化する。ここで説明した各部の厚さは一例であって、前記した範囲に限るものではない。
例えば、静電チャック部2の厚さが0.7mmを下回ると、静電チャック部2の機械的強度を確保することが難しくなる。静電チャック部2の厚さが5.0mmを上回ると、静電チャック部2の高周波透過性は低下し、シース電圧も低下する。また、静電チャック部2の熱伝導率が低下すると共に、静電チャック部2の熱容量が大きくなり、試料載置面21aに載置される板状試料の冷却性能や熱応答性が劣化する。ここで説明した各部の厚さは一例であって、前記した範囲に限るものではない。
ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値は、1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値が上記下限値よりも低いとウエハ静電吸着用電極23内をうず電流が発生して、同電位となり得る。
試料載置面21a上のシース電圧を調整することにより静電チャック部2の試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させても、ウエハ静電吸着用電極23を流れるうず電流のために試料載置面21a上のシース電圧が均一化され、静電チャック部2の厚さを変えた効果が十分得られなくなる場合がある。
静電チャック装置1は、ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値を上記下限値よりも高くすることにより、ウエハ静電吸着用電極23内をうず電流の発生を抑止することができる。一方、ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値上記上限値よりも低くすることにより、良好な吸着特性を維持することができる。
試料載置面21a上のシース電圧を調整することにより静電チャック部2の試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させても、ウエハ静電吸着用電極23を流れるうず電流のために試料載置面21a上のシース電圧が均一化され、静電チャック部2の厚さを変えた効果が十分得られなくなる場合がある。
静電チャック装置1は、ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値を上記下限値よりも高くすることにより、ウエハ静電吸着用電極23内をうず電流の発生を抑止することができる。一方、ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値上記上限値よりも低くすることにより、良好な吸着特性を維持することができる。
ウエハ静電吸着用電極23の厚さは0.5μmよりも厚く50μmよりも薄い。ウエハ静電吸着用電極23の厚さは10μmよりも厚く30μmよりも薄いことが好ましい。このような厚さのウエハ静電吸着用電極23は、スパッタ法や蒸着法等の成膜法、あるいはスクリーン印刷法等の塗工法により容易に形成することができる。
ウエハ静電吸着用電極23の厚さが0.5μmを下回ると、充分な導電性を確保することが難しくなる。ウエハ静電吸着用電極23の厚さが50μmを越えると、ウエハ静電吸着用電極23と載置板22との間の熱膨張率差、及びウエハ静電吸着用電極23と支持板24との間の熱膨張率差に起因し、ウエハ静電吸着用電極23と載置板22との接合界面、及びウエハ静電吸着用電極23と支持板24との接合界面に剥離もしくはクラックが入り易くなる。
ウエハ静電吸着用電極23の厚さが0.5μmを下回ると、充分な導電性を確保することが難しくなる。ウエハ静電吸着用電極23の厚さが50μmを越えると、ウエハ静電吸着用電極23と載置板22との間の熱膨張率差、及びウエハ静電吸着用電極23と支持板24との間の熱膨張率差に起因し、ウエハ静電吸着用電極23と載置板22との接合界面、及びウエハ静電吸着用電極23と支持板24との接合界面に剥離もしくはクラックが入り易くなる。
FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28は、静電チャック部2の内部において、構造物設置面21bと冷却ベース部4との間に設けられる。
FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28は、図2に示すようにリング状の電極である。FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28は、構造物設置面21bと接着面21dとの間に設けられる。リング状の電極であるFR静電吸着用第2電極28の直径は、リング状の電極であるFR静電吸着用第1電極26の直径よりも大きい。
FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28は、図2に示すようにリング状の電極である。FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28は、構造物設置面21bと接着面21dとの間に設けられる。リング状の電極であるFR静電吸着用第2電極28の直径は、リング状の電極であるFR静電吸着用第1電極26の直径よりも大きい。
FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28の面抵抗値は、1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。
FR静電吸着用第1電極26の厚さ及びFR静電吸着用第2電極28の厚さは、0.5μmよりも厚く50μmよりも薄い。FR静電吸着用第1電極26の厚さ及びFR静電吸着用第2電極28の厚さは、10μmよりも厚く30μmよりも薄いことが好ましい。
FR静電吸着用第1電極26の厚さ及びFR静電吸着用第2電極28の厚さは、0.5μmよりも厚く50μmよりも薄い。FR静電吸着用第1電極26の厚さ及びFR静電吸着用第2電極28の厚さは、10μmよりも厚く30μmよりも薄いことが好ましい。
FR静電吸着用第1電極26は、図2に示すようにリングの円周の一部分において、FR静電吸着用第1電極ピン27により支持される。FR静電吸着用第1電極26は、FR静電吸着用第1電極ピン27を介して、後述する取出電極端子43と接続されている。FR静電吸着用第2電極28は、リングの円周の一部分において、FR静電吸着用第2電極ピン29により支持される。FR静電吸着用第2電極28は、FR静電吸着用第2電極ピン29を介して、後述する取出電極端子45と接続されている。
(絶縁接着層)
絶縁接着層3は、冷却ベース部4を静電チャック部2の下面、つまり接着面21c及び接着面21dに貼り付ける。絶縁接着層3は、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂及びエポキシ樹脂等の有機接着剤により形成されることが好ましい。これらの有機接着剤は、接着硬化後に耐熱性及び絶縁性を有する。絶縁接着層3は、有機接着剤の中でも、特にシリコーン接着剤により形成されることが好ましい。シリコーン接着剤は、ガラス転移温度が低く、耐熱温度が高く、かつゴム弾性を有している。このシリコーン接着剤には、絶縁性のセラミック粉末(酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等)が熱導電性フイラとして添加されることが好ましい。
また、硬化前の接着剤は、ジエル状、もしくは柔軟性を有するシート状またはフィルム状の接着性樹脂により形成されることが好ましい。
絶縁接着層3は、一例として厚さ50~300μm程度に形成される。絶縁接着層3は、厚さ100~200μm程度に形成されることがより好ましい。
絶縁接着層3は、導電性接着層31、導電性接着層32及び導電性接着層33を有する。絶縁接着層3は、導電性接着層31、導電性接着層32及び導電性接着層33の周囲を覆って形成される。
絶縁接着層3は、冷却ベース部4を静電チャック部2の下面、つまり接着面21c及び接着面21dに貼り付ける。絶縁接着層3は、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂及びエポキシ樹脂等の有機接着剤により形成されることが好ましい。これらの有機接着剤は、接着硬化後に耐熱性及び絶縁性を有する。絶縁接着層3は、有機接着剤の中でも、特にシリコーン接着剤により形成されることが好ましい。シリコーン接着剤は、ガラス転移温度が低く、耐熱温度が高く、かつゴム弾性を有している。このシリコーン接着剤には、絶縁性のセラミック粉末(酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等)が熱導電性フイラとして添加されることが好ましい。
また、硬化前の接着剤は、ジエル状、もしくは柔軟性を有するシート状またはフィルム状の接着性樹脂により形成されることが好ましい。
絶縁接着層3は、一例として厚さ50~300μm程度に形成される。絶縁接着層3は、厚さ100~200μm程度に形成されることがより好ましい。
絶縁接着層3は、導電性接着層31、導電性接着層32及び導電性接着層33を有する。絶縁接着層3は、導電性接着層31、導電性接着層32及び導電性接着層33の周囲を覆って形成される。
導電性接着層31は、ウエハ静電吸着用電極ピン25を取出電極端子41に貼り付ける。導電性接着層32は、FR静電吸着用第1電極ピン27を取出電極端子43に貼り付ける。導電性接着層33は、FR静電吸着用第2電極ピン29を取出電極端子45に貼り付ける。
導電性接着層31、導電性接着層32及び導電性接着層33は、柔軟性と耐電性を有するシリコーン系の導電性接着剤により形成されることが好ましい。ここでシリコーン系の導電性接着剤とは、シリコーン接着剤に金属、カーボン等の導電性材料が添加された接着剤である。また、導電性材料の形状としては、針状の材料が好ましい。針状の材料は、球状の材料と比較して少量が添加されるだけで導電性が確保できる。
導電性接着層31、導電性接着層32及び導電性接着層33は、柔軟性と耐電性を有するシリコーン系の導電性接着剤により形成されることが好ましい。ここでシリコーン系の導電性接着剤とは、シリコーン接着剤に金属、カーボン等の導電性材料が添加された接着剤である。また、導電性材料の形状としては、針状の材料が好ましい。針状の材料は、球状の材料と比較して少量が添加されるだけで導電性が確保できる。
(冷却ベース部)
冷却ベース部4は厚さのある円板状であり、静電チャック部2を所望の温度に調整するように構成されている。冷却ベース部4としては、例えば、その内部に水を循環させる流路が形成された水冷ベース等が好ましい。
冷却ベース部4は厚さのある円板状であり、静電チャック部2を所望の温度に調整するように構成されている。冷却ベース部4としては、例えば、その内部に水を循環させる流路が形成された水冷ベース等が好ましい。
冷却ベース部4を構成する材料としては、熱伝導性、導電性、加工性に優れた金属、またはこれらの金属を含む複合材であれば制限はなく、例えば、アルミニウム(Al)、アルミニウム合金、銅(Cu)、銅合金、ステンレス鋼(SUS)等が好適に用いられる。
冷却ベース部4の少なくともプラズマに曝される面は、アルマイト処理が施されているか、あるいはアルミナ等の絶縁膜が成膜されていることが好ましい。
冷却ベース部4の少なくともプラズマに曝される面は、アルマイト処理が施されているか、あるいはアルミナ等の絶縁膜が成膜されていることが好ましい。
冷却ベース部4は、取出電極端子41、取出電極端子43及び取出電極端子45を有する。冷却ベース部4は、取出電極端子41、取出電極端子43及び取出電極端子45の周囲を覆って形成される。取出電極端子41、取出電極端子43及び取出電極端子45は、絶縁性を有する絶縁碍子42、絶縁碍子44及び絶縁碍子46により各々覆われている。
取出電極端子41、取出電極端子43及び取出電極端子45は、冷却ベース部4をZ軸方向に貫通するように設けられている。
取出電極端子41、取出電極端子43及び取出電極端子45は、冷却ベース部4をZ軸方向に貫通するように設けられている。
取出電極端子41は棒状であり、ウエハ静電吸着用電極23に直流電圧を印加するように構成されている。取出電極端子41は、導電性接着層31を介して、ウエハ静電吸着用電極ピン25に接続されている。取出電極端子41は、不図示の高周波カットフィルタを介して可変型直流電源C4に接続されている。
取出電極端子43は棒状であり、FR静電吸着用第1電極26に直流電圧を印加するように構成されている。取出電極端子43は、導電性接着層32を介して、FR静電吸着用第1電極ピン27に接続されている。取出電極端子43は、不図示の高周波カットフィルタを介して可変型直流電源C6に接続されている。
取出電極端子45は棒状であり、FR静電吸着用第2電極28に直流電圧を印加するように構成されている。取出電極端子45は、導電性接着層33を介してFR静電吸着用第2電極ピン29に接続されている。取出電極端子45は、不図示の高周波カットフィルタを介して可変型直流電源C8に接続されている。
可変型直流電源C4はアースC5により接地されている。可変型直流電源C6はアースC7により接地されている。可変型直流電源C8はアースC9により接地されている。
取出電極端子43は棒状であり、FR静電吸着用第1電極26に直流電圧を印加するように構成されている。取出電極端子43は、導電性接着層32を介して、FR静電吸着用第1電極ピン27に接続されている。取出電極端子43は、不図示の高周波カットフィルタを介して可変型直流電源C6に接続されている。
取出電極端子45は棒状であり、FR静電吸着用第2電極28に直流電圧を印加するように構成されている。取出電極端子45は、導電性接着層33を介してFR静電吸着用第2電極ピン29に接続されている。取出電極端子45は、不図示の高周波カットフィルタを介して可変型直流電源C8に接続されている。
可変型直流電源C4はアースC5により接地されている。可変型直流電源C6はアースC7により接地されている。可変型直流電源C8はアースC9により接地されている。
取出電極端子41、取出電極端子43及び取出電極端子45は、絶縁碍子42、絶縁碍子44及び絶縁碍子46により、金属製の冷却ベース部4に対し各々絶縁されている。
取出電極端子41、取出電極端子43及び取出電極端子45の材料としては、耐熱性に優れた非磁性の導電性材料であれば制限されないが、熱膨張係数がウエハ静電吸着用電極23及び支持板24の熱膨張係数に近似したものが好ましく、例えば、チタン(Ti)などの金属材料からなる。
取出電極端子41、取出電極端子43及び取出電極端子45の材料としては、耐熱性に優れた非磁性の導電性材料であれば制限されないが、熱膨張係数がウエハ静電吸着用電極23及び支持板24の熱膨張係数に近似したものが好ましく、例えば、チタン(Ti)などの金属材料からなる。
冷却ベース部4は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスC1を介して高周波電源C2に接続される。高周波電源C2は、冷却ベース部4にバイアス電圧用のRF(Radio Frequency)電流を印加する。高周波電源C2は、アースC3により接地されている。
(まとめ)
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置1は、静電チャック部2と、冷却ベース部4と、接着層(絶縁接着層3)とを備える。
静電チャック部2では、試料を載置する試料載置面21aを有するとともに静電吸着用の第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)を有する。静電チャック部2は、接着層(絶縁接着層3)の側に凹凸を有する。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。
冷却ベース部4は、静電チャック部2に対し試料載置面21aとは反対側に載置され静電チャック部2を冷却する。
接着層(絶縁接着層3)は、静電チャック部2と冷却ベース部4とを接着する。
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置1は、静電チャック部2と、冷却ベース部4と、接着層(絶縁接着層3)とを備える。
静電チャック部2では、試料を載置する試料載置面21aを有するとともに静電吸着用の第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)を有する。静電チャック部2は、接着層(絶縁接着層3)の側に凹凸を有する。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。
冷却ベース部4は、静電チャック部2に対し試料載置面21aとは反対側に載置され静電チャック部2を冷却する。
接着層(絶縁接着層3)は、静電チャック部2と冷却ベース部4とを接着する。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1では、エッチング速度が遅い部分の静電チャック部2の厚さを薄くし、シース電圧を上げることができるため、静電チャック部2の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させることができる。
本実施形態においてエッチングが不均一になってしまうこととは、エッチング速度が不均一になってしまうことである。
また、本実施形態に係る静電チャック装置1では、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が上記下限値よりも高いことにより、ウエハ静電吸着用電極23内をうず電流の発生を抑止することができる。そのため、静電チャック部2の厚さを変えたことによる試料載置面21a上のシース電圧の調整の効果を弱めることなく、静電チャック部2の試料載置面上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。一方、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が上記上限値よりも低いことにより、良好な吸着特性を維持することができる。
本実施形態においてエッチングが不均一になってしまうこととは、エッチング速度が不均一になってしまうことである。
また、本実施形態に係る静電チャック装置1では、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が上記下限値よりも高いことにより、ウエハ静電吸着用電極23内をうず電流の発生を抑止することができる。そのため、静電チャック部2の厚さを変えたことによる試料載置面21a上のシース電圧の調整の効果を弱めることなく、静電チャック部2の試料載置面上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。一方、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が上記上限値よりも低いことにより、良好な吸着特性を維持することができる。
また、冷却ベース部4は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスC1を介して高周波電源C2に接続される。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1では、冷却ベース部4に高周波のバイアス電圧用の高周波電流を印加することができる。このため本実施形態に係る静電チャック装置1では、静電チャック部2の試料載置面上のシース電圧を調整することができるため、静電チャック部2の試料載置面上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1では、冷却ベース部4に高周波のバイアス電圧用の高周波電流を印加することができる。このため本実施形態に係る静電チャック装置1では、静電チャック部2の試料載置面上のシース電圧を調整することができるため、静電チャック部2の試料載置面上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
また、ウエハ静電吸着用電極23は、不図示の高周波カットフィルタを介して可変型直流電源C4に接続される。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1では、可変型直流電源C4をRF電流から保護することができる。このため本実施形態に係る静電チャック装置1では、ウエハ静電吸着用電極23による試料の吸着を安定化することができるため、ウエハ面内において温度が均一となり、ウエハ温度が均一でないことに起因してエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減することができる。
また、試料載置面21aとウエハとの間にHeガスを充てんすることにより、試料載置面21aとウエハとの間の熱伝達率を向上させることができるとともに、Heガスの圧力を調整し、Heガスの熱伝導率を変化させることにより、ウエハの温度も調整が可能となる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1では、可変型直流電源C4をRF電流から保護することができる。このため本実施形態に係る静電チャック装置1では、ウエハ静電吸着用電極23による試料の吸着を安定化することができるため、ウエハ面内において温度が均一となり、ウエハ温度が均一でないことに起因してエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減することができる。
また、試料載置面21aとウエハとの間にHeガスを充てんすることにより、試料載置面21aとウエハとの間の熱伝達率を向上させることができるとともに、Heガスの圧力を調整し、Heガスの熱伝導率を変化させることにより、ウエハの温度も調整が可能となる。
また、静電チャック部2は、試料載置面21aの周囲であって試料載置面21aよりも凹んでいる凹部に、試料載置面21aの周囲を囲む円環状の構造物を設置する構造物設置面21bを有する。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1では、フォーカスリングを載置することがきるため、静電チャック部2の試料載置面上のエッチング速度が中央部と周縁部とにおいて不均一になってしまうことを軽減させることができる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1では、フォーカスリングを載置することがきるため、静電チャック部2の試料載置面上のエッチング速度が中央部と周縁部とにおいて不均一になってしまうことを軽減させることができる。
また、構造物設置面21bと冷却ベース部4との間に、静電吸着用の第3の電極(FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28)を有する。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1では、フォーカスリングを吸着することができる。そのため、本実施形態に係る静電チャック装置1では、フォーカスリングと構造物設置面21bとの熱伝達率が円周方向に均一となり、フォーカスリングの温度を円周方向に均一にすることができる。
このため本実施形態に係る静電チャック装置1では、静電チャック部2の試料載置面上のエッチング速度が中央部と周縁部とにおいて不均一になってしまうことを軽減させることができると共に、円周方向に不均一になってしまうことも軽減することができる。
また、フォーカスリングが静電吸着力により固定されていることにより、構造物設置面21bとフォーカスリングとの間のHeガスを充てんすることができ、構造物設置面21bとフォーカスリングとの間の熱伝達率を向上させることができるとともに、Heガスの圧力を調整することにより、Heガスの熱伝導率を変化させてフォーカスリングの温度を調整することもできる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1では、フォーカスリングを吸着することができる。そのため、本実施形態に係る静電チャック装置1では、フォーカスリングと構造物設置面21bとの熱伝達率が円周方向に均一となり、フォーカスリングの温度を円周方向に均一にすることができる。
このため本実施形態に係る静電チャック装置1では、静電チャック部2の試料載置面上のエッチング速度が中央部と周縁部とにおいて不均一になってしまうことを軽減させることができると共に、円周方向に不均一になってしまうことも軽減することができる。
また、フォーカスリングが静電吸着力により固定されていることにより、構造物設置面21bとフォーカスリングとの間のHeガスを充てんすることができ、構造物設置面21bとフォーカスリングとの間の熱伝達率を向上させることができるとともに、Heガスの圧力を調整することにより、Heガスの熱伝導率を変化させてフォーカスリングの温度を調整することもできる。
また、第3の電極(FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28)の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。第3の電極(FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28)の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。
本実施形態に係る静電チャック装置1では、第3の電極(FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28)の面抵抗値を上記下限値よりも高くすることにより、試料載置面21aだけでなく構造物設置面21bを含めた加速電圧の調整機能を維持できる。一方、第3の電極(FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28)の面抵抗値を上記上限値よりも低くすることにより、良好な吸着特性を維持することができる。
本実施形態に係る静電チャック装置1では、第3の電極(FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28)の面抵抗値を上記下限値よりも高くすることにより、試料載置面21aだけでなく構造物設置面21bを含めた加速電圧の調整機能を維持できる。一方、第3の電極(FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28)の面抵抗値を上記上限値よりも低くすることにより、良好な吸着特性を維持することができる。
本実施形態においては、静電チャック装置1が備えられるプラズマエッチング装置が、単位体積当たりのプラズマ励起されたエッチングガスの内周部分の密度の方が外周部分の密度に比べ小さいプラズマエッチング装置である場合について説明したが、本実施形態に係る静電チャック装置は、単位体積当たりの励起エッチングガスの密度が、内周部分の方が外周部分に比べ大きくなるプラズマエッチング装置に備えられてもよい。
図3を参照して、単位体積当たりの励起エッチングガスの密度が、内周部分の方が外周部分に比べ大きくなるプラズマエッチング装置に静電チャック装置が備えられる場合について説明する。
図3を参照して、単位体積当たりの励起エッチングガスの密度が、内周部分の方が外周部分に比べ大きくなるプラズマエッチング装置に静電チャック装置が備えられる場合について説明する。
(第1の実施形態、第1の変形例)
図3は、本実施形態に係る静電チャック装置1の第1の変形例を示す断面図である。静電チャック装置101は、静電チャック部112と、絶縁接着層113と、冷却ベース部114とを備える。
静電チャック装置101(図3)と静電チャック装置1(図1)とを比較すると、静電チャック部112が有する支持板24の凹凸の向きが異なる。支持板24は、絶縁接着層113と接する面である下面に凸面を有する。ここで、他の構成要素が持つ機能は静電チャック装置1(図1)と同じである。静電チャック装置1(図1)と同じ機能の説明は省略し静電チャック装置101(図3)と異なる部分を中心に説明する。
図3は、本実施形態に係る静電チャック装置1の第1の変形例を示す断面図である。静電チャック装置101は、静電チャック部112と、絶縁接着層113と、冷却ベース部114とを備える。
静電チャック装置101(図3)と静電チャック装置1(図1)とを比較すると、静電チャック部112が有する支持板24の凹凸の向きが異なる。支持板24は、絶縁接着層113と接する面である下面に凸面を有する。ここで、他の構成要素が持つ機能は静電チャック装置1(図1)と同じである。静電チャック装置1(図1)と同じ機能の説明は省略し静電チャック装置101(図3)と異なる部分を中心に説明する。
支持板24の下面は、接着面21f及び接着面21dからなる。接着面21fは、円板状の支持板24の内周部分に位置する円形の平面である。接着面21fは、支持板24の下面において接着面21dに対して出っ張っている。静電チャック部112を上方からみた場合に、接着面21fの円の中心と試料載置面21aの円の中心とは一致しており、接着面21fの直径は試料載置面21aの直径よりも小さい。つまり、静電チャック部2を上方からみた場合に、接着面21fは試料載置面21aよりも内周部分に位置する。
接着面21fは、試料載置面21aと対向している。試料載置面21aと接着面21fとの間の厚さは、試料載置面21aと接着面21dとの間の厚さより厚い。
接着面21fは、試料載置面21aと対向している。試料載置面21aと接着面21fとの間の厚さは、試料載置面21aと接着面21dとの間の厚さより厚い。
静電チャック部112においては、試料載置面21aと接着面21fとの間の厚さが、試料載置面21aと接着面21dとの間の厚さよりも厚くなっている。従って、試料載置面21aと接着面21fとの間の静電容量は、試料載置面21aと接着面21dとの間の静電容量よりも小さくなり、試料載置面21aにおいて接着面21fと対向する試料載置面21aのシース電圧が下がる。
静電チャック部112では、試料載置面21aにおいて接着面21fと対向する部分のプラズマ励起されたエッチングガスの密度が高い部分のシース電圧を下げることにより、試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
静電チャック部112では、試料載置面21aにおいて接着面21fと対向する部分のプラズマ励起されたエッチングガスの密度が高い部分のシース電圧を下げることにより、試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
本実施形態においては、ウエハ静電吸着用電極23が単極であり、FR静電吸着用電極が双極(FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28)である場合について説明をしたが、静電吸着用の電極の組み合わせはこれに限らない。図4を参照して静電吸着用の電極の組み合わせについて説明する。
図4は、本実施形態に係る静電吸着用の電極の組み合わせの一例を示す図である。図4の表において、○の記号は、この○の記号と同じ行に示す電極が、静電チャック装置に備えられていることを示す。×の記号は、この○の記号と同じ行に示す電極が、静電チャック装置に備えられていないことを示す。
例えば、組合せ1は、静電チャック装置1が単極のウエハ静電吸着用電極を備え、FR静電吸着用電極は備えられていない構成を示す。組合せ2は、静電チャック装置1が単極のウエハ静電吸着用電極と、単極のFR静電吸着用電極とを備える構成を示す。
例えば、組合せ1は、静電チャック装置1が単極のウエハ静電吸着用電極を備え、FR静電吸着用電極は備えられていない構成を示す。組合せ2は、静電チャック装置1が単極のウエハ静電吸着用電極と、単極のFR静電吸着用電極とを備える構成を示す。
ウエハ静電吸着用電極は、双極の電極であってもよい。上述したように、ウエハ静電吸着用電極が単極の場合は、ウエハ静電吸着用電極の抵抗値を所定の値より高くする必要がある。ウエハ静電吸着用電極が双極の電極である場合、例えば、2つのウエハ静電吸着用電極を同心円状に設置する。ウエハ静電吸着用電極が双極の場合は、少なくとも一方のウエハ静電吸着用電極の抵抗値が所定の値より高ければ、他方のウエハ静電吸着用電極の抵抗値は所定の値より高くなくてもよい。
FR静電吸着用電極は、ウエハ静電吸着用電極が単極であるか双極であるかに拘わらず、単極であっても双極であってもよい。FR静電吸着用電極が単極の場合は、FR静電吸着用電極の抵抗値を所定の値より高くする必要がある。FR静電吸着用電極が双極の場合は、少なくとも一方のFR静電吸着用電極の抵抗値が所定の値より高ければ、他方のFR静電吸着用電極の抵抗値は所定の値より高くなくてもよい。
また、FR静電吸着用電極は備えられていなくてもよい。
また、FR静電吸着用電極は備えられていなくてもよい。
(第1の実施形態、第2の変形例)
ここで図5を参照し、ウエハ静電吸着用電極が双極でありFR静電吸着用電極が単極である場合(図4における組合せ5の場合)について説明する。図5は、本発明の第1の実施形態の静電チャック装置の第2の変形例を示す断面図である。図5に示す静電チャック装置102は、ウエハ静電吸着用電極23a、ウエハ静電吸着用電極23b、及びFR静電吸着用電極26を備える。
ウエハ静電吸着用電極23aは、静電チャック部122の内部において、試料載置面21aと接着面21cとの間に設けられる。ウエハ静電吸着用電極23aは、円板状の電極である。
ウエハ静電吸着用電極23bは、静電チャック部122の内部において、試料載置面21aと接着面21dとの間に設けられる。ウエハ静電吸着用電極23bは、リング状の電極である。
FR静電吸着用電極26は、静電チャック部122の内部において、構造物設置面21bと接着面21dとの間に設けられる。FR静電吸着用電極26は、リング状の電極である。
ここで図5を参照し、ウエハ静電吸着用電極が双極でありFR静電吸着用電極が単極である場合(図4における組合せ5の場合)について説明する。図5は、本発明の第1の実施形態の静電チャック装置の第2の変形例を示す断面図である。図5に示す静電チャック装置102は、ウエハ静電吸着用電極23a、ウエハ静電吸着用電極23b、及びFR静電吸着用電極26を備える。
ウエハ静電吸着用電極23aは、静電チャック部122の内部において、試料載置面21aと接着面21cとの間に設けられる。ウエハ静電吸着用電極23aは、円板状の電極である。
ウエハ静電吸着用電極23bは、静電チャック部122の内部において、試料載置面21aと接着面21dとの間に設けられる。ウエハ静電吸着用電極23bは、リング状の電極である。
FR静電吸着用電極26は、静電チャック部122の内部において、構造物設置面21bと接着面21dとの間に設けられる。FR静電吸着用電極26は、リング状の電極である。
(第2の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第2の実施形態について詳しく説明する。
上記第1の実施形態では、静電チャック装置が、絶縁接着層の側に凹凸を有する静電チャック部2を備え、静電チャック部の静電容量を調整する場合について説明をした。本実施形態では、静電チャック装置が、静電チャック部と冷却ベース部との間に設けられた誘電体層を備え、静電チャック部の静電容量を調整する場合について説明をする。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置201と示す。
以下、図面を参照しながら本発明の第2の実施形態について詳しく説明する。
上記第1の実施形態では、静電チャック装置が、絶縁接着層の側に凹凸を有する静電チャック部2を備え、静電チャック部の静電容量を調整する場合について説明をした。本実施形態では、静電チャック装置が、静電チャック部と冷却ベース部との間に設けられた誘電体層を備え、静電チャック部の静電容量を調整する場合について説明をする。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置201と示す。
図6は、本実施形態に係る静電チャック装置201の一例を示す断面図である。静電チャック装置201は、静電チャック部212と、絶縁接着層213と、冷却ベース部214と、誘電体層51とを備える。
本実施形態に係る静電チャック装置201(図6)と第1の実施形態に係る静電チャック装置1(図1)とを比較すると、静電チャック部212、絶縁接着層213及び冷却ベース部214の形状と、誘電体層51の有無が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第2の実施形態では、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態に係る静電チャック装置201(図6)と第1の実施形態に係る静電チャック装置1(図1)とを比較すると、静電チャック部212、絶縁接着層213及び冷却ベース部214の形状と、誘電体層51の有無が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第2の実施形態では、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
静電チャック部212の支持板224の下面である接着面21eは平面である。冷却ベース部214には、上面の外周部分に凹部が設けられる。誘電体層51は、冷却ベース部214に設けられた凹部に設けられる。つまり、誘電体層51は、静電チャック部212と冷却ベース部214との間に設けられる。誘電体層51は、リング状の形状である。誘電体層51は、リング状の形状の一部において絶縁碍子44及び絶縁碍子46がZ軸方向に貫通する部分を有する。
誘電体層51は、静電チャック部212の誘電率より低い材料が用いられる。誘電率を低くすることにより、静電チャック装置201は、誘電体層51の厚みを薄くすることができるため、冷却ベース部214の冷却性能の低下を抑制することができる。
仮に誘電体層が厚い場合、誘電体層が厚くない場合に比べ、誘電体層が静電チャック部212と冷却ベース部214との間に設けられることにより、冷却ベース部214の冷却性能が低下する場合がある。ここで、誘電体層の静電容量は、誘電体の誘電率に比例し誘電体層の厚みに反比例するため、誘電体層は、誘電体の誘電率を小さくすれば静電容量を変えることなく厚みを薄くすることができる。本実施形態においては誘電体層51における誘電体の誘電率は、静電チャック部212の誘電率よりも小さいため、静電容量を変えることなく厚みを薄くすることができる。
誘電体層は、アルミナ材料が溶射等により冷却ベース部214に吹き付けられた被膜として直接成形されてもよい。誘電体層は、セラミックの焼結体が接着剤等により冷却ベース部214に貼り付けられることにより形成されてもよい。
仮に誘電体層が厚い場合、誘電体層が厚くない場合に比べ、誘電体層が静電チャック部212と冷却ベース部214との間に設けられることにより、冷却ベース部214の冷却性能が低下する場合がある。ここで、誘電体層の静電容量は、誘電体の誘電率に比例し誘電体層の厚みに反比例するため、誘電体層は、誘電体の誘電率を小さくすれば静電容量を変えることなく厚みを薄くすることができる。本実施形態においては誘電体層51における誘電体の誘電率は、静電チャック部212の誘電率よりも小さいため、静電容量を変えることなく厚みを薄くすることができる。
誘電体層は、アルミナ材料が溶射等により冷却ベース部214に吹き付けられた被膜として直接成形されてもよい。誘電体層は、セラミックの焼結体が接着剤等により冷却ベース部214に貼り付けられることにより形成されてもよい。
絶縁接着層213は、冷却ベース部214と、誘電体層51とを静電チャック部212の下面である接着面21eに貼り付けられる。
静電チャック部212を上方から下に向かってみたときに静電チャック部212と誘電体層51とが重なる部分は、静電チャック部212と誘電体層51とが重ならない部分に比べ静電容量が小さくなる。このため、試料載置面21aにおいて静電チャック部212を上方から下に向かってみたときに誘電体層51と重なる部分の上方のシース電圧が下がる。
静電チャック部212では、試料載置面21aにおいて静電チャック部212を上方から下に向かってみたときに誘電体層51と重なる部分の、プラズマ励起されたエッチングガスの密度が高くエッチング速度が速い試料載置面21a部分のシース電圧を低下させることにより、試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
静電チャック部212では、試料載置面21aにおいて静電チャック部212を上方から下に向かってみたときに誘電体層51と重なる部分の、プラズマ励起されたエッチングガスの密度が高くエッチング速度が速い試料載置面21a部分のシース電圧を低下させることにより、試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値は、1.0Ω/□よりも大きく1.0×1010Ω/□よりも低い。ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値が上記下限値よりも低いとウエハ静電吸着用電極23内をうず電流が発生して、同電位となり得る。ウエハ静電吸着用電極23を流れるうず電流のために、静電チャック部2の試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させるために設置された誘電体層51の効果が十分得られなくなる場合がある。
静電チャック装置201では、ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値として上記下限値よりも高い値が設定されていることにより、ウエハ静電吸着用電極23内をうず電流の発生を抑止することができる。一方、ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値を上記上限値よりも低くすることにより、良好な吸着特性を維持することができる。
静電チャック装置201では、ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値として上記下限値よりも高い値が設定されていることにより、ウエハ静電吸着用電極23内をうず電流の発生を抑止することができる。一方、ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値を上記上限値よりも低くすることにより、良好な吸着特性を維持することができる。
(まとめ)
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置201は、静電チャック部212と、冷却ベース部214と、接着層(絶縁接着層213)と、誘電体層51とを備える。
誘電体層51は、静電チャック部212と冷却ベース部214との間に設けられる。
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置201は、静電チャック部212と、冷却ベース部214と、接着層(絶縁接着層213)と、誘電体層51とを備える。
誘電体層51は、静電チャック部212と冷却ベース部214との間に設けられる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置201では、エッチング速度が速い部分の静電チャック部2に誘電体層51を備えることにより、シース電圧を下げることができるため、静電チャック部212の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させることができる。本実施形態においてエッチングが不均一になってしまうこととは、エッチング速度が不均一になってしまうことである。
また、本実施形態に係る静電チャック装置201では、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が上記下限値よりも高いことにより、ウエハ静電吸着用電極23内をうず電流の発生を抑止することができる。そのため、静電チャック部212の試料載置面上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。一方、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が上記上限値よりも低いことにより、良好な吸着特性を維持することができる。
また、本実施形態に係る静電チャック装置201では、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が上記下限値よりも高いことにより、ウエハ静電吸着用電極23内をうず電流の発生を抑止することができる。そのため、静電チャック部212の試料載置面上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。一方、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が上記上限値よりも低いことにより、良好な吸着特性を維持することができる。
また、誘電体層51における誘電体の誘電率は、静電チャック部212の誘電率よりも小さい。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置201では、誘電体層51の厚みを薄くすることができるため、静電チャック部212から冷却ベース部214の熱伝達の低下による冷却性能の低下を抑制することができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置201では、試料載置面21aの冷却性能の低下を抑制しつつ、静電チャック部212の試料載置面上のエッチングがエッチングガスの密度が不均一であること及び温度が不均一であることによりウエハ面内のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
また、誘電体層51の熱伝導率を、静電チャック部212の熱伝導率より大きくすることにより冷却性能の低下をより抑制することができる。
例えば、静電チャック部212の材質が、Al203材もしくはAl203-SiC材料の場合、誘電体層51の材質としては、AlN材が好適である。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置201では、誘電体層51の厚みを薄くすることができるため、静電チャック部212から冷却ベース部214の熱伝達の低下による冷却性能の低下を抑制することができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置201では、試料載置面21aの冷却性能の低下を抑制しつつ、静電チャック部212の試料載置面上のエッチングがエッチングガスの密度が不均一であること及び温度が不均一であることによりウエハ面内のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
また、誘電体層51の熱伝導率を、静電チャック部212の熱伝導率より大きくすることにより冷却性能の低下をより抑制することができる。
例えば、静電チャック部212の材質が、Al203材もしくはAl203-SiC材料の場合、誘電体層51の材質としては、AlN材が好適である。
本実施形態においては、静電チャック装置1が備えられるプラズマエッチング装置が、単位体積当たりのプラズマ励起されたエッチングガスの内周部分の密度が、外周部分の密度に比べて小さいプラズマエッチング装置である場合について説明したが、本実施形態に係る静電チャック装置は、単位体積当たりのプラズマ励起されたエッチングガスの密度が、内周部分の方が外周部分に比べ大きくなるプラズマエッチング装置に備えられてもよい。図7を参照して、単位体積当たりの励起エッチングガスの密度が、内周部分の方が外周部分に比べ大きくなるプラズマエッチング装置に静電チャック装置が備えられる場合について説明する。
(第2の実施形態、第1の変形例)
図7は、本実施形態に係る静電チャック装置201の第1の変形例を示す断面図である。静電チャック装置202は、静電チャック部212と、絶縁接着層213と、冷却ベース部215とを備える。
静電チャック装置202(図7)と静電チャック装置201(図6)とを比較すると、誘電体層52が備えられる位置が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は静電チャック装置201(図6)と同じである。静電チャック装置201(図6)と同じ機能の説明は省略し静電チャック装置201(図6)と異なる部分を中心に説明する。
図7は、本実施形態に係る静電チャック装置201の第1の変形例を示す断面図である。静電チャック装置202は、静電チャック部212と、絶縁接着層213と、冷却ベース部215とを備える。
静電チャック装置202(図7)と静電チャック装置201(図6)とを比較すると、誘電体層52が備えられる位置が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は静電チャック装置201(図6)と同じである。静電チャック装置201(図6)と同じ機能の説明は省略し静電チャック装置201(図6)と異なる部分を中心に説明する。
冷却ベース部215には、上面の内周部分に凹部が設けられる。誘電体層52は、冷却ベース部215に設けられた凹部に設けられる。つまり、誘電体層52は、静電チャック部212と冷却ベース部215との間に設けられる。誘電体層52は、リング状の形状である。誘電体層52は、リング状の形状の一部において絶縁碍子42がZ軸方向に貫通する部分を有する。
静電チャック部212を上方から下に向かってみたときに静電チャック部212と誘電体層52とが重なる部分は、静電チャック部212と誘電体層52とが重ならない部分に比べ静電容量が小さくなる。このため、試料載置面21aにおいて静電チャック部212を上方から下に向かってみたときに誘電体層52と重なる部分の試料載置面21aのシース電圧が下がる。静電チャック部212では、試料載置面21aにおいて静電チャック部212を上方から下に向かってみたときに誘電体層52と重なる部分のエッチング速度が速い場合、誘電体層52を設置することにより試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
(第3の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第3の実施形態について詳しく説明する。
上記第1の実施形態では、静電チャック装置が、絶縁接着層の側に凹凸を有する静電チャック部2を備え、静電チャック部の静電容量を調整する場合について説明をした。本実施形態では、静電チャック装置が、ウエハ静電吸着用電極と冷却ベース部との間に、試料搭載面調整電極を有し、高周波発生用電源の加速電圧を調整する場合について説明をする。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置301と示す。
以下、図面を参照しながら本発明の第3の実施形態について詳しく説明する。
上記第1の実施形態では、静電チャック装置が、絶縁接着層の側に凹凸を有する静電チャック部2を備え、静電チャック部の静電容量を調整する場合について説明をした。本実施形態では、静電チャック装置が、ウエハ静電吸着用電極と冷却ベース部との間に、試料搭載面調整電極を有し、高周波発生用電源の加速電圧を調整する場合について説明をする。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置301と示す。
図8は、本実施形態に係る静電チャック装置301の一例を示す断面図である。静電チャック装置301は、静電チャック部312と、絶縁接着層313と、冷却ベース部314とを備える。
本実施形態に係る静電チャック装置301(図8)と第1の実施形態に係る静電チャック装置1(図1)とを比較すると、静電チャック部312、絶縁接着層313及び冷却ベース部314の形状と、試料搭載面調整電極61aの有無が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第3の実施形態では、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態に係る静電チャック装置301(図8)と第1の実施形態に係る静電チャック装置1(図1)とを比較すると、静電チャック部312、絶縁接着層313及び冷却ベース部314の形状と、試料搭載面調整電極61aの有無が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第3の実施形態では、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
静電チャック部312は、載置板22と、ウエハ静電吸着用電極23と、支持板24と、FR静電吸着用第1電極26と、FR静電吸着用第2電極28とに加え、試料搭載面調整電極61aを有する。
試料搭載面調整電極61aは、静電チャック部312の載置板22の円板の外周部において、ウエハ静電吸着用電極23と冷却ベース部314との間に設けられる。つまり、静電チャック装置301は、ウエハ静電吸着用電極23と冷却ベース部314との間に、試料搭載面調整電極61aを有している。試料搭載面調整電極61aは、リング状の電極である。
試料搭載面調整電極61aの面抵抗値は、ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値よりも低い。
試料搭載面調整電極61aは、面抵抗値がウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値よりも低くすることにより、試料搭載面調整電極61aに印加された電圧が電極内において不均一であること及び発熱、特にRF電流密度が高くなる導電性接合層61c近傍の発熱を軽減することができる。
試料搭載面調整電極61aは、静電チャック部312の載置板22の円板の外周部において、ウエハ静電吸着用電極23と冷却ベース部314との間に設けられる。つまり、静電チャック装置301は、ウエハ静電吸着用電極23と冷却ベース部314との間に、試料搭載面調整電極61aを有している。試料搭載面調整電極61aは、リング状の電極である。
試料搭載面調整電極61aの面抵抗値は、ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値よりも低い。
試料搭載面調整電極61aは、面抵抗値がウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値よりも低くすることにより、試料搭載面調整電極61aに印加された電圧が電極内において不均一であること及び発熱、特にRF電流密度が高くなる導電性接合層61c近傍の発熱を軽減することができる。
絶縁接着層313は、導電性接着層31、導電性接着層32及び導電性接着層33に加えて、導電性接合層61cを有する。絶縁接着層313は、導電性接合層61cの周囲を覆って形成される。導電性の接合層(接合部)である導電性接合層61cは、例えばろう材により形成される。導電性接合層61cにはRF電流が流れるため、導電性接合層61cの抵抗値は、例えば1mΩより低くし、導電性接合層61cの発熱を抑えることが好ましい。
冷却ベース部314は、取出電極端子41、取出電極端子43及び取出電極端子45に加えて、取出電極端子47を有する。冷却ベース部314は、取出電極端子47の周囲を覆って形成される。取出電極端子47は、絶縁碍子48により覆われている。取出電極端子47は、冷却ベース部314をZ軸方向に貫通するように設けられている。取出電極端子47は、絶縁碍子48により、金属製の冷却ベース部314に対し絶縁されている。
取出電極端子47は棒状であり、試料搭載面調整電極61aに高周波電圧を印加するように構成されている。取出電極端子47は、導電性接合層61cを介して、試料搭載面調整電極用電極ピン61bに接続されている。
取出電極端子47は、スイッチSW1の制御端子に接続されている。スイッチSW1が第1端子SW11に接続された場合、取出電極端子47は、LC共振回路LC1に接続される。取出電極端子47は、LC共振回路LC1を通じてアースC12により接地される。LC共振回路LC1は、可変コンダクタC10と、コンデンサC11とを備える。可変コンダクタC10と、コンデンサC11とは直列に接続されている。スイッチSW1が第1端子SW11に接続された場合、取出電極端子47は可変コンダクタC10に接続される。
スイッチSW1が第2端子SW12に接続された場合、取出電極端子47は、マッチングボックスC13を通じて、高周波電源C14に接続される。取出電極端子47は、マッチングボックスC13及び高周波電源C14を通じてアースC15により接地されている。
不図示の制御回路は、スイッチSW1が第1端子SW11に接続されるか、第2端子SW12に接続されるかを切り替える。
取出電極端子47は、スイッチSW1の制御端子に接続されている。スイッチSW1が第1端子SW11に接続された場合、取出電極端子47は、LC共振回路LC1に接続される。取出電極端子47は、LC共振回路LC1を通じてアースC12により接地される。LC共振回路LC1は、可変コンダクタC10と、コンデンサC11とを備える。可変コンダクタC10と、コンデンサC11とは直列に接続されている。スイッチSW1が第1端子SW11に接続された場合、取出電極端子47は可変コンダクタC10に接続される。
スイッチSW1が第2端子SW12に接続された場合、取出電極端子47は、マッチングボックスC13を通じて、高周波電源C14に接続される。取出電極端子47は、マッチングボックスC13及び高周波電源C14を通じてアースC15により接地されている。
不図示の制御回路は、スイッチSW1が第1端子SW11に接続されるか、第2端子SW12に接続されるかを切り替える。
スイッチSW1が第1端子SW11に接続された場合、不図示の制御回路は、LC共振回路LC1のL成分を調整することにより試料搭載面調整電極61aの電圧の大きさを可変に制御する。
冷却ベース部314に流れるRF電流は、可変コンダクタC10及びコンデンサC11を介して流れるため、静電チャック装置301は、冷却ベース部314を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極61aと重なる部分の試料載置面21aの部分のシース電圧を、試料搭載面調整電極61aと重ならない部分シース電圧に比較して相対的に下げることができる。
冷却ベース部314を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極61aと重なる部分の試料載置面21aのシース電圧が下がるため、試料載置面21aにおいて静電チャック部312を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極61aと重なる部分のシース電圧が下がり、試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
冷却ベース部314に流れるRF電流は、可変コンダクタC10及びコンデンサC11を介して流れるため、静電チャック装置301は、冷却ベース部314を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極61aと重なる部分の試料載置面21aの部分のシース電圧を、試料搭載面調整電極61aと重ならない部分シース電圧に比較して相対的に下げることができる。
冷却ベース部314を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極61aと重なる部分の試料載置面21aのシース電圧が下がるため、試料載置面21aにおいて静電チャック部312を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極61aと重なる部分のシース電圧が下がり、試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
スイッチSW1が第2端子SW12に接続された場合、不図示の制御回路は、高周波電源C14の電圧の大きさ及び高周波電源C2との位相を可変に制御する。
静電チャック装置301では、制御回路が、高周波電源C14の電圧の大きさ、高周波電源C14の電圧の位相、高周波電源C2の電圧の大きさ及び高周波電源C2の電圧の位相を可変に制御することにより、試料載置面21a及び構造物設置面21bのシース電圧の大きさ及び方向を制御することができる。
静電チャック装置301では、試料載置面21aにおいて、試料搭載面調整電極61aと重なる部分のシース電圧を、試料搭載面調整電極と重ならない部分のシース電圧の大きさよりも大きくすることもでき、試料搭載面調整電極61aと重ならない部分のシース電圧の大きさよりも小さくすることもできる。高周波電源C2と高周波電源C14とは、共通の電源であってもよいし、独立な電源であってもよい。
静電チャック装置301では、制御回路が、高周波電源C14の電圧の大きさ、高周波電源C14の電圧の位相、高周波電源C2の電圧の大きさ及び高周波電源C2の電圧の位相を可変に制御することにより、試料載置面21a及び構造物設置面21bのシース電圧の大きさ及び方向を制御することができる。
静電チャック装置301では、試料載置面21aにおいて、試料搭載面調整電極61aと重なる部分のシース電圧を、試料搭載面調整電極と重ならない部分のシース電圧の大きさよりも大きくすることもでき、試料搭載面調整電極61aと重ならない部分のシース電圧の大きさよりも小さくすることもできる。高周波電源C2と高周波電源C14とは、共通の電源であってもよいし、独立な電源であってもよい。
マッチングボックスC13は、コンデンサとコイルを含む。マッチングボックスC13は、インピーダンス整合器であり、入力側の高周波電源C14と、出力側の試料搭載面調整電極61aとのインピーダンスを整合させる。
本実施形態においては、高周波電源C14及びLC共振回路LC1が静電チャック装置301に備えられる場合について説明をしたが、静電チャック装置301はLC共振回路LC1を備えていなくてもよい。その場合、取出電極端子47は、スイッチSW1を介さずにマッチングボックスC13に接続される。
本実施形態においては、高周波電源C14及びLC共振回路LC1が静電チャック装置301に備えられる場合について説明をしたが、静電チャック装置301はLC共振回路LC1を備えていなくてもよい。その場合、取出電極端子47は、スイッチSW1を介さずにマッチングボックスC13に接続される。
(まとめ)
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置301は、静電チャック部312と、冷却ベース部314と、接着層(絶縁接着層313)と、第2の電極(試料搭載面調整電極61a)とを備える。
静電チャック装置301は、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)と冷却ベース部314との間に、第2の電極(試料搭載面調整電極61a)を有する。
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置301は、静電チャック部312と、冷却ベース部314と、接着層(絶縁接着層313)と、第2の電極(試料搭載面調整電極61a)とを備える。
静電チャック装置301は、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)と冷却ベース部314との間に、第2の電極(試料搭載面調整電極61a)を有する。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置301では、シース電圧を下げることができるため、静電チャック部312の試料載置面21a上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させることができる。本実施形態においてエッチングが不均一になってしまうこととは、エッチング速度及び方向が不均一になってしまうことである。
また、本実施形態に係る静電チャック装置301では、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が上記下限値よりも高いことにより、ウエハ静電吸着用電極23内をうず電流の発生を抑止することができ、試料搭載面調整電極61aの効果を軽減することなく、静電チャック部312の試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。一方、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が上記上限値よりも低いことにより、良好な吸着特性を維持することができる。
また、本実施形態に係る静電チャック装置301では、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が上記下限値よりも高いことにより、ウエハ静電吸着用電極23内をうず電流の発生を抑止することができ、試料搭載面調整電極61aの効果を軽減することなく、静電チャック部312の試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。一方、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値が上記上限値よりも低いことにより、良好な吸着特性を維持することができる。
また、第2の電極(試料搭載面調整電極61a)は、可変のコンダクタを介して接地される。
この構成により、冷却ベース部314を流れるRF電流を、可変コンダクタC10及びコンデンサC11を介して流すことができるため、冷却ベース部314のRF加速電圧を調整することができる。このため本実施形態に係る静電チャック装置301では、静電チャック部312の試料載置面21a上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させることができる。
この構成により、冷却ベース部314を流れるRF電流を、可変コンダクタC10及びコンデンサC11を介して流すことができるため、冷却ベース部314のRF加速電圧を調整することができる。このため本実施形態に係る静電チャック装置301では、静電チャック部312の試料載置面21a上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させることができる。
また、第2の電極(試料搭載面調整電極61a)の面抵抗値は、第1の電極(ウエハ静電吸着用電極23)の面抵抗値よりも低い。
この構成により、第2の電極(試料搭載面調整電極61a)内の電位が不均一になってしまうことや、電極部の発熱を抑制することができる、このため本実施形態に係る静電チャック装置301では、静電チャック部312の試料載置面21a上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させることができる。
この構成により、第2の電極(試料搭載面調整電極61a)内の電位が不均一になってしまうことや、電極部の発熱を抑制することができる、このため本実施形態に係る静電チャック装置301では、静電チャック部312の試料載置面21a上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させることができる。
また、冷却ベース部314は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスC1を介して高周波電源C2に接続され、冷却ベース部314が接続される高周波電源C2の電圧の大きさ及び高周波電源C2の電圧の位相と、第2の電極(試料搭載面調整電極61a)が接続される高周波電源C14の電圧の大きさ及び高周波電源C14の電圧の位相とが調整される。
この構成により、静電チャック部312の試料載置面21a上の面内のシース電圧の状態を上下に調整することができる。ここでシース電圧の状態を上下に調整するとは、シース電圧を上げたり下げたりして調整することである。
この構成により、静電チャック部312の試料載置面21a上の面内のシース電圧の状態を上下に調整することができる。ここでシース電圧の状態を上下に調整するとは、シース電圧を上げたり下げたりして調整することである。
(第3の実施形態、第1の変形例)
図9は、本実施形態に係る静電チャック装置301の第1の変形例を示す断面図である。静電チャック装置302は、静電チャック部322と、絶縁接着層323と、冷却ベース部324とを備える。
静電チャック装置302(図9)と静電チャック装置301(図8)とを比較すると、静電チャック部322において試料搭載面調整電極62aが備えられる位置と、ウエハ静電吸着用電極ピン25の位置とが異なる。ウエハ静電吸着用電極ピン25は、試料搭載面調整電極62aが静電チャック部322の内周部分に備えられることにより、静電チャック部322の外周部分に設置されている。ここで、他の構成要素が持つ機能は静電チャック装置301(図8)と同じである。静電チャック装置301(図8)と同じ機能の説明は省略し静電チャック装置301(図8)と異なる部分を中心に説明する。
図9は、本実施形態に係る静電チャック装置301の第1の変形例を示す断面図である。静電チャック装置302は、静電チャック部322と、絶縁接着層323と、冷却ベース部324とを備える。
静電チャック装置302(図9)と静電チャック装置301(図8)とを比較すると、静電チャック部322において試料搭載面調整電極62aが備えられる位置と、ウエハ静電吸着用電極ピン25の位置とが異なる。ウエハ静電吸着用電極ピン25は、試料搭載面調整電極62aが静電チャック部322の内周部分に備えられることにより、静電チャック部322の外周部分に設置されている。ここで、他の構成要素が持つ機能は静電チャック装置301(図8)と同じである。静電チャック装置301(図8)と同じ機能の説明は省略し静電チャック装置301(図8)と異なる部分を中心に説明する。
試料搭載面調整電極62aは、静電チャック部322の載置板22の円板の内周部において、ウエハ静電吸着用電極23と冷却ベース部324との間に備えられる。つまり、試料搭載面調整電極62aは、静電チャック部322の内部に備えられる。試料搭載面調整電極62aは、円板状の電極である。
試料搭載面調整電極62aは、静電チャック部322の内部に備えられるため、静電チャック部322の一般的な構造を保ったまま試料搭載面調整電極62aを設置することができる。
試料搭載面調整電極62aは、静電チャック部322の内部に備えられるため、静電チャック部322の一般的な構造を保ったまま試料搭載面調整電極62aを設置することができる。
スイッチSW1が第2端子SW12に接続された場合、静電チャック装置302は、冷却ベース部324の電圧を下げることができる。試料載置面21aにおいて静電チャック部322を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極62aと重なる部分の試料載置面21aのシース電圧が相対的に下がり、試料載置面21a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
また、第2の電極(試料搭載面調整電極62a)は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスC13を介して高周波電源C14に接続される。
この構成により、高周波電源C2と高周波電源C14との位相と電圧を調整することで、第2の電極(試料搭載面調整電極62a)と重なる部分の試料載置面21aのシース電圧を調整することができる。
この構成により、高周波電源C2と高周波電源C14との位相と電圧を調整することで、第2の電極(試料搭載面調整電極62a)と重なる部分の試料載置面21aのシース電圧を調整することができる。
第2の電極(試料搭載面調整電極62a)は、静電チャック部322の内部に備えられる。
この構成により、静電チャック部322の一般的な構造を保ったまま第2の電極(試料搭載面調整電極62a)を設置することができる。
この構成により、静電チャック部322の一般的な構造を保ったまま第2の電極(試料搭載面調整電極62a)を設置することができる。
(第3の実施形態、第2の変形例)
図10は、本実施形態に係る静電チャック装置301の第2の変形例を示す断面図である。静電チャック装置303は、静電チャック部332と、絶縁接着層333と、冷却ベース部334とを備える。
静電チャック装置303(図10)と静電チャック装置302(図9)とを比較すると、試料搭載面調整電極63aが備えられる位置が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は静電チャック装置302(図9)と同じである。静電チャック装置302(図9)と同じ機能の説明は省略し静電チャック装置302(図9)と異なる部分を中心に説明する。
図10は、本実施形態に係る静電チャック装置301の第2の変形例を示す断面図である。静電チャック装置303は、静電チャック部332と、絶縁接着層333と、冷却ベース部334とを備える。
静電チャック装置303(図10)と静電チャック装置302(図9)とを比較すると、試料搭載面調整電極63aが備えられる位置が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は静電チャック装置302(図9)と同じである。静電チャック装置302(図9)と同じ機能の説明は省略し静電チャック装置302(図9)と異なる部分を中心に説明する。
試料搭載面調整電極63aは、静電チャック部332と冷却ベース部334との間に備えられる。試料搭載面調整電極63aは、静電チャック部332を上方から下に向かってみたときに、静電チャック部332の円板の内周部に備えられる。試料搭載面調整電極63aは、円板状の電極である。
試料搭載面調整電極63aは、静電チャック部332の下面である接着面21eに接着される。試料搭載面調整電極63aは、例えば金属箔の電極である。試料搭載面調整電極63aと冷却ベース部334との間には、絶縁接着層333に加えポリイミドシート(不図示)を挟むことにより、試料搭載面調整電極63aは冷却ベース部334から絶縁される。
試料搭載面調整電極63aを静電チャック部332の内部に備える場合に比べ、試料搭載面調整電極63aを静電チャック部332の下面に備える場合の方が、試料搭載面調整電極63aの設置は容易である。また、試料搭載面調整電極が備えられることにより、静電チャック部322の厚さは厚くなる場合があるが、試料搭載面調整電極63aを静電チャック部332の内部に備える場合に比べ、試料搭載面調整電極63aを静電チャック部332の下面に備える場合の方が、静電チャック部332の厚さを薄くすることができる。
第2の電極(試料搭載面調整電極63a)は、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に備えられる。
この構成により、第2の電極(試料搭載面調整電極63a)を容易に設置することができ、また、静電チャック部332の厚さを薄くすることができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置303では、静電チャック部332の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させる場合に、試料載置面上のシース電圧を調整する効果をもつ第2の電極(試料搭載面調整電極63a)を容易に設置することができる。
この構成により、第2の電極(試料搭載面調整電極63a)を容易に設置することができ、また、静電チャック部332の厚さを薄くすることができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置303では、静電チャック部332の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させる場合に、試料載置面上のシース電圧を調整する効果をもつ第2の電極(試料搭載面調整電極63a)を容易に設置することができる。
本実施形態においては、試料搭載面調整電極63aが単数備えられる場合を一例として説明したが、試料搭載面調整電極63aは複数備えられてもよい。試料搭載面調整電極63aは複数備えられる場合については、図14などを参照して後述する。
(第4の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第4の実施形態について詳しく説明する。
上記第3の実施形態では、静電チャック装置が、ウエハ静電吸着用電極と冷却ベース部との間に、試料搭載面調整電極を有し、高周波発生用電源の加速電圧を調整する場合について説明をした。本実施形態では、静電チャック装置が、構造物設置面と冷却ベース部との間に、FR搭載面調整電極を有し、高周波発生用電源の加速電圧を調整する場合について説明をする。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置401と示す。
以下、図面を参照しながら本発明の第4の実施形態について詳しく説明する。
上記第3の実施形態では、静電チャック装置が、ウエハ静電吸着用電極と冷却ベース部との間に、試料搭載面調整電極を有し、高周波発生用電源の加速電圧を調整する場合について説明をした。本実施形態では、静電チャック装置が、構造物設置面と冷却ベース部との間に、FR搭載面調整電極を有し、高周波発生用電源の加速電圧を調整する場合について説明をする。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置401と示す。
図11は、本実施形態に係る静電チャック装置401の一例を示す断面図である。静電チャック装置401は、静電チャック部412と、絶縁接着層413と、冷却ベース部414とを備える。
本実施形態に係る静電チャック装置401(図11)と第3の実施形態に係る静電チャック装置301(図8)とを比較すると、静電チャック部412、絶縁接着層413及び冷却ベース部414の形状と、試料搭載面調整電極61aの代わりにFR搭載面調整電極71aが備えられている点が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第3の実施形態と同じである。第3の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第4の実施形態では、第3の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態に係る静電チャック装置401(図11)と第3の実施形態に係る静電チャック装置301(図8)とを比較すると、静電チャック部412、絶縁接着層413及び冷却ベース部414の形状と、試料搭載面調整電極61aの代わりにFR搭載面調整電極71aが備えられている点が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第3の実施形態と同じである。第3の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第4の実施形態では、第3の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
静電チャック部412は、載置板22と、ウエハ静電吸着用電極23と、支持板24と、FR静電吸着用第1電極26と、FR静電吸着用第2電極28とに加え、FR搭載面調整電極71aを有する。
FR搭載面調整電極71aは、静電チャック部412の構造物設置面21bにおいて、静電チャック部412の内部に設けられる。FR搭載面調整電極71aは、FR静電吸着用第1電極26と冷却ベース部414との間に設けられる。つまり、静電チャック装置401は、構造物設置面21bと冷却ベース部414との間に、FR搭載面調整電極71aを有している。また、FR搭載面調整電極71aは、静電チャック部412の内部に備えられる。
FR搭載面調整電極71aはリング状の電極である。FR搭載面調整電極71aは、FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28と絶縁接着層413との間に設けられる。FR搭載面調整電極71aは、FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28と電気的に絶縁されている。
FR搭載面調整電極71aは、静電チャック部412の構造物設置面21bにおいて、静電チャック部412の内部に設けられる。FR搭載面調整電極71aは、FR静電吸着用第1電極26と冷却ベース部414との間に設けられる。つまり、静電チャック装置401は、構造物設置面21bと冷却ベース部414との間に、FR搭載面調整電極71aを有している。また、FR搭載面調整電極71aは、静電チャック部412の内部に備えられる。
FR搭載面調整電極71aはリング状の電極である。FR搭載面調整電極71aは、FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28と絶縁接着層413との間に設けられる。FR搭載面調整電極71aは、FR静電吸着用第1電極26及びFR静電吸着用第2電極28と電気的に絶縁されている。
絶縁接着層413は、導電性接着層31、導電性接着層32及び導電性接着層33に加えて、導電性接合層71cを有する。絶縁接着層413は、絶縁接着層413を上方から下に向かってみたときに構造物設置面21bと重なる部分においてFR搭載面調整電極71aの下部に導電性の接合層(接合部)である導電性接合層71cを有する。絶縁接着層413は、導電性接合層71cの周囲を覆って形成される。導電性接合層71cは、例えばろう材により形成される。
冷却ベース部414は、取出電極端子41、取出電極端子43及び取出電極端子45に加えて、取出電極端子47を有する。冷却ベース部414は、取出電極端子47の周囲を覆って形成される。取出電極端子47は、絶縁碍子48により覆われている。取出電極端子47は、冷却ベース部414をZ軸方向に貫通するように設けられている。取出電極端子47は、絶縁碍子48により、金属製の冷却ベース部414に対し絶縁されている。
取出電極端子47は棒状であり、試料搭載面調整電極71aに高周波電圧を印加するように構成されている。取出電極端子47は、導電性接合層71cを介して、FR搭載面調整電極用電極ピン71bに接続されている。
取出電極端子47は、スイッチSW2の制御端子に接続されている。スイッチSW2が第1端子SW21に接続された場合、取出電極端子47は、LC共振回路LC2に接続される。取出電極端子47は、LC共振回路LC2を通じてアースC18により接地されている。LC共振回路LC2は、可変コンダクタC16と、コンデンサC17とを備える。
可変コンダクタC16と、コンデンサC17とは直列に接続されている。スイッチSW2が第1端子SW21に接続された場合、取出電極端子47は可変コンダクタC16に接続される。
スイッチSW2が第2端子SW22に接続された場合、取出電極端子47は、マッチングボックスC19を通じて、高周波電源C20に接続される。取出電極端子47は、マッチングボックスC19及び高周波電源C20を通じてアースC21により接地されている。
不図示の制御回路は、スイッチSW2が第1端子SW21に接続されるか、第2端子SW22に接続されるかを切り替える。
取出電極端子47は、スイッチSW2の制御端子に接続されている。スイッチSW2が第1端子SW21に接続された場合、取出電極端子47は、LC共振回路LC2に接続される。取出電極端子47は、LC共振回路LC2を通じてアースC18により接地されている。LC共振回路LC2は、可変コンダクタC16と、コンデンサC17とを備える。
可変コンダクタC16と、コンデンサC17とは直列に接続されている。スイッチSW2が第1端子SW21に接続された場合、取出電極端子47は可変コンダクタC16に接続される。
スイッチSW2が第2端子SW22に接続された場合、取出電極端子47は、マッチングボックスC19を通じて、高周波電源C20に接続される。取出電極端子47は、マッチングボックスC19及び高周波電源C20を通じてアースC21により接地されている。
不図示の制御回路は、スイッチSW2が第1端子SW21に接続されるか、第2端子SW22に接続されるかを切り替える。
マッチングボックスC19は、コンデンサとコイルを含む。マッチングボックスC19は、インピーダンス整合器であり、入力側の高周波電源C20と、出力側のFR搭載面調整電極71aとのインピーダンスを整合させる。
スイッチSW2が第1端子SW21に接続された場合、不図示の制御回路は、LC共振回路LC2のL成分を調整することによりFR搭載面調整電極71aの電圧の大きさを可変に制御する。
冷却ベース部414に流れるRF電流は、可変コンダクタC16及びコンデンサC17を介して流れるため、静電チャック装置401は、冷却ベース部314を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極71aと重なる部分の構造物設置面21bのシース電圧を下げることができる。
冷却ベース部414を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極71aと重なる部分のRF加速電圧が下がるため、構造物設置面21bにおいて静電チャック部412を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極71aと重なる部分の構造物設置面21bのシース電圧を下げることができる。
冷却ベース部414に流れるRF電流は、可変コンダクタC16及びコンデンサC17を介して流れるため、静電チャック装置401は、冷却ベース部314を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極71aと重なる部分の構造物設置面21bのシース電圧を下げることができる。
冷却ベース部414を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極71aと重なる部分のRF加速電圧が下がるため、構造物設置面21bにおいて静電チャック部412を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極71aと重なる部分の構造物設置面21bのシース電圧を下げることができる。
スイッチSW2が第2端子SW22に接続された場合、不図示の制御回路は、高周波電源C20の電圧の大きさを可変に制御する。
静電チャック装置401は、制御回路に高周波電源C20の電圧の大きさ、高周波電源C2の電圧の位相及び高周波電源C2の電圧の大きさを及び位相を可変に制御させることにより、冷却ベース部414を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極71aと重なる部分の構造物設置面21bのシース電圧の大きさ及び方向を制御することができる。静電チャック装置401では、高周波電源C2とC20との電圧及び位相を調整することにより構造物設置面21bにかかるシース電圧を大きくすることもでき、小さくすることもできる。
高周波電源C2と高周波電源C20とは、共通の電源であってもよいし、独立な電源であってもよい。
本実施形態においては、高周波電源C20及びLC共振回路LC2が静電チャック装置401に備えられる場合について説明をしたが、静電チャック装置401はLC共振回路LC2を備えていなくてもよい。その場合、取出電極端子47は、スイッチSW2を介さずにマッチングボックスC19に接続される。
静電チャック装置401は、制御回路に高周波電源C20の電圧の大きさ、高周波電源C2の電圧の位相及び高周波電源C2の電圧の大きさを及び位相を可変に制御させることにより、冷却ベース部414を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極71aと重なる部分の構造物設置面21bのシース電圧の大きさ及び方向を制御することができる。静電チャック装置401では、高周波電源C2とC20との電圧及び位相を調整することにより構造物設置面21bにかかるシース電圧を大きくすることもでき、小さくすることもできる。
高周波電源C2と高周波電源C20とは、共通の電源であってもよいし、独立な電源であってもよい。
本実施形態においては、高周波電源C20及びLC共振回路LC2が静電チャック装置401に備えられる場合について説明をしたが、静電チャック装置401はLC共振回路LC2を備えていなくてもよい。その場合、取出電極端子47は、スイッチSW2を介さずにマッチングボックスC19に接続される。
本実施形態においては、FR搭載面調整電極71aが静電チャック部412の内部に備えられる場合を一例として説明したが、FR搭載面調整電極71aが備えられる位置は静電チャック部412の内部に限られない。FR搭載面調整電極71aは、例えば、静電チャック部412の下面である接着面21eと、絶縁接着層413との間に備えられてもよい。つまり、FR搭載面調整電極71aは、静電チャック部412と冷却ベース部414との間に備えられてもよい。FR搭載面調整電極71aが静電チャック部412と冷却ベース部414との間に備えられる場合の具体例については、図13を参照して後述する。
(第4の実施形態、第1の変形例)
図12は、本実施形態に係る静電チャック装置401の第1の変形例を示す断面図である。静電チャック装置402は、静電チャック部422と、絶縁接着層423と、冷却ベース部424とを備える。
本変形例に係る静電チャック装置402(図12)と第4の実施形態に係る静電チャック装置401(図11)とを比較すると、FR搭載面調整電極72aの設置の手法が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第4の実施形態と同じである。第4の実施形態と同じ機能の説明は省略し、本変形例では、第4の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図12は、本実施形態に係る静電チャック装置401の第1の変形例を示す断面図である。静電チャック装置402は、静電チャック部422と、絶縁接着層423と、冷却ベース部424とを備える。
本変形例に係る静電チャック装置402(図12)と第4の実施形態に係る静電チャック装置401(図11)とを比較すると、FR搭載面調整電極72aの設置の手法が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第4の実施形態と同じである。第4の実施形態と同じ機能の説明は省略し、本変形例では、第4の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
静電チャック部422は、載置板22と、ウエハ静電吸着用電極23と、支持板24と、FR静電吸着用第1電極26と、FR静電吸着用第2電極28とに加え、FR搭載面調整電極72aを有する。
FR搭載面調整電極72aは、静電チャック部412の構造物設置面21bにおいて、静電チャック部422の内部に設けられる。FR搭載面調整電極72aは、試料載置面21aに平行な方向について、試料載置面21aと構造物設置面21bとを跨ぐ。FR搭載面調整電極72aは、リング状の電極である。FR搭載面調整電極72aは、ウエハ静電吸着用電極23及びFR静電吸着用第1電極26の一部と重なる部分をもつ。
FR搭載面調整電極72aは、静電チャック部412の構造物設置面21bにおいて、静電チャック部422の内部に設けられる。FR搭載面調整電極72aは、試料載置面21aに平行な方向について、試料載置面21aと構造物設置面21bとを跨ぐ。FR搭載面調整電極72aは、リング状の電極である。FR搭載面調整電極72aは、ウエハ静電吸着用電極23及びFR静電吸着用第1電極26の一部と重なる部分をもつ。
スイッチSW2が第1端子SW21に接続された場合、不図示の制御回路は、LC共振回路LC2のL成分を調整することによりFR搭載面調整電極72aの電圧の大きさを可変に制御する。冷却ベース部424に流れるRF電流は、LC共振回路LC2を介して流れるため、静電チャック装置402は、冷却ベース部424を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極72aと重なる部分の構造物設置面21bのシース電圧及び試料載置面21aのシース電圧を調整することができる。
スイッチSW2が第2端子SW22に接続された場合、不図示の制御回路は、高周波電源C20の電圧の大きさを可変に制御する。
静電チャック装置402は、制御回路に高周波電源C20の電圧の大きさ、高周波電源C2の電圧の位相に対する高周波電源C20の電圧の位相、及び高周波電源C2の電圧の大きさを可変に制御させることにより、冷却ベース部424を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極72aと重なる部分のRF加速電圧を調整することができる。
静電チャック装置402では、冷却ベース部424を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極72aと重なる部分の構造物設置面21bのシース電圧及び試料載置面21aのシース電圧の大きさを大きくすることもでき、小さくすることもできる。高周波電源C2と高周波電源C20とは、共通の電源であってもよいし、独立な電源であってもよい。
静電チャック装置402は、制御回路に高周波電源C20の電圧の大きさ、高周波電源C2の電圧の位相に対する高周波電源C20の電圧の位相、及び高周波電源C2の電圧の大きさを可変に制御させることにより、冷却ベース部424を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極72aと重なる部分のRF加速電圧を調整することができる。
静電チャック装置402では、冷却ベース部424を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極72aと重なる部分の構造物設置面21bのシース電圧及び試料載置面21aのシース電圧の大きさを大きくすることもでき、小さくすることもできる。高周波電源C2と高周波電源C20とは、共通の電源であってもよいし、独立な電源であってもよい。
静電チャック装置402は、冷却ベース部424を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極72aと重なる部分の構造物設置面21bのシース及び試料載置面21aのシース電圧を調整することができる。
FR搭載面調整電極72aを備えない場合、静電チャック部422を上方から下に向かってみたときに試料載置面21aの外周部分において、静電チャック部422内の電場は、試料載置面21aに垂直な下向きの方向から構造物設置面21bの方へと傾く場合がある。
静電チャック装置402は、FR搭載面調整電極72aを備えることにより、静電チャック部422の試料載置面21a及び構造物設置面21bのシース電圧の傾いた電場の方向を、試料載置面21aに垂直な下向きの方向へと調整することができる。
静電チャック装置402は、FR搭載面調整電極72aを備えることにより、静電チャック部422の試料載置面21a及び構造物設置面21bのシース電圧の傾いた電場の方向を、試料載置面21aに垂直な下向きの方向へと調整することができる。
静電チャック装置402は、静電チャック部422内において試料載置面21aの外周部分の傾いた電場の方向を試料載置面21aに垂直な下向きの方向へと調整することができるため、構造物設置面21bにおいて静電チャック部412を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極72aと重なる部分の上方のシース電圧の大きさと方向を調整することができる。
(第4の実施形態、第2の変形例)
図13は、本実施形態に係る静電チャック装置401の第2の変形例を示す断面図である。静電チャック装置403は、静電チャック部432と、絶縁接着層433と、冷却ベース部434とを備える。
本変形例に係る静電チャック装置403(図13)と第4の実施形態に係る静電チャック装置401(図11)とを比較すると、FR搭載面調整電極73aが静電チャック部432と冷却ベース部434との間に備えられる点が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第4の実施形態と同じである。第4の実施形態と同じ機能の説明は省略し、本変形例では、第4の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図13は、本実施形態に係る静電チャック装置401の第2の変形例を示す断面図である。静電チャック装置403は、静電チャック部432と、絶縁接着層433と、冷却ベース部434とを備える。
本変形例に係る静電チャック装置403(図13)と第4の実施形態に係る静電チャック装置401(図11)とを比較すると、FR搭載面調整電極73aが静電チャック部432と冷却ベース部434との間に備えられる点が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第4の実施形態と同じである。第4の実施形態と同じ機能の説明は省略し、本変形例では、第4の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
FR搭載面調整電極73aは、静電チャック部432の下面である接着面21eに接着される。FR搭載面調整電極73aは、例えば金属箔の電極である。FR搭載面調整電極73aと冷却ベース部434との間には、絶縁接着層433に加えポリイミドシート(不図示)を挟むことにより、FR搭載面調整電極73aは冷却ベース部434から絶縁される。
FR搭載面調整電極73aを静電チャック部432の内部に備える場合に比べ、FR搭載面調整電極73aを静電チャック部432の下面に備える場合の方が、FR搭載面調整電極73aの設置は容易である。また、FR搭載面調整電極が備えられることにより、静電チャック部432の厚さは厚くなる場合があるが、FR搭載面調整電極73aを静電チャック部432の内部に備える場合に比べ、FR搭載面調整電極73aを静電チャック部432の下面に備える場合の方が、静電チャック部432の厚さを薄くすることができる。そのため、冷却ベース部434に印加された高周波電流が静電チャック部432を伝搬するときの透過性も改善される。
本実施形態においては、FR搭載面調整電極71aまたはFR搭載面調整電極72aが単数備えられる場合を一例として説明したが、FR搭載面調整電極71aまたはFR搭載面調整電極72aは複数備えられてもよい。
図14は、第3の実施形態の試料搭載面調整電極及び本実施形態に係るFR搭載面調整電極の組み合わせの一例を示す表である。図14の表において、○の記号は、この○の記号と同じ行に示す単数または複数の電極が、静電チャック装置に備えられることを示す。×の記号は、この○の記号と同じ行に示す単数または複数の電極が、静電チャック装置に備えられていないことを示す。
図14は、第3の実施形態の試料搭載面調整電極及び本実施形態に係るFR搭載面調整電極の組み合わせの一例を示す表である。図14の表において、○の記号は、この○の記号と同じ行に示す単数または複数の電極が、静電チャック装置に備えられることを示す。×の記号は、この○の記号と同じ行に示す単数または複数の電極が、静電チャック装置に備えられていないことを示す。
ウエハ搭載部とは、静電チャック部を上方から下に向かってみたときに試料載置面21aと重なる部分に、試料搭載面調整電極が備えられる場合を示す。中間部とは、静電チャック部を上方から下に向かってみたときに試料載置面21a及び構造物設置面21bの両方と重なる部分に、FR搭載面調整電極が備えられる場合を示す。FR部とは、静電チャック部を上方から下に向かってみたときに構造物設置面21bと重なる部分に、FR搭載面調整電極が備えられる場合を示す。
試料搭載面調整電極、またはFR搭載面調整電極が備えられる位置は、静電チャック部の内部、または静電チャック部と冷却ベース部との間である。
試料搭載面調整電極、またはFR搭載面調整電極が備えられる位置は、静電チャック部の内部、または静電チャック部と冷却ベース部との間である。
例えば、組合せ2は、静電チャック装置が、複数のFR搭載面調整電極を、静電チャック部を上方から下に向かってみたときに構造物設置面21bと重なる部分に、静電チャック部の内部、または静電チャック部と冷却ベース部との間に備える構成を示す。
ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値は、試料搭載面調整電極及びFR搭載面調整電極の面抵抗値よりも高い。試料搭載面調整電極及びFR搭載面調整電極が備えられていない場合、ウエハ静電吸着用電極23の面抵抗値は、所定の値より高くなくてもよい。
FR搭載面調整電極71aまたはFR搭載面調整電極72aが複数備えられる場合、静電チャック装置は、複数のFR搭載面調整電極71aまたはFR搭載面調整電極72aに印加されるRF加速電圧及び周波数の位相を変化させることができる。静電チャック装置は、複数のFR搭載面調整電極71aまたはFR搭載面調整電極72aに印加されるRF加速電圧及び周波数の位相を変化させることにより、静電チャック部412を上方から下に向かってみたときに複数のFR搭載面調整電極71aまたはFR搭載面調整電極72aと重なる部分の構造物設置面21b及び試料載置面21aのシース電圧の大きさと方向を調整することができる。
(第3の実施形態、第3の変形例)
ここで図15を参照し、静電チャック装置に試料搭載面調整電極が複数設けられる場合(図14における組合せ12の場合)について説明する。図15は、本発明の第3の実施形態の静電チャック装置の第3の変形例を示す断面図である。図15に示す静電チャック装置304は、静電チャック部342、絶縁接着層343、及び冷却ベース部344を備える。
試料搭載面調整第1電極64a及び試料搭載面調整第2電極65aは、静電チャック部342と冷却ベース部344との間に備えられる。
試料搭載面調整第1電極64aは、静電チャック部342を上方から下に向かってみたときに、静電チャック部342の試料載置面21aと接着面21eとが重なる部分の円板の内周部に備えられる。試料搭載面調整第1電極64aは、円板状の電極である。
試料搭載面調整第2電極65aは、静電チャック部342を上方から下に向かってみたときに、静電チャック部342の試料載置面21aと接着面21eとが重なる部分の円板の外周部に備えられる。試料搭載面調整第2電極65aは、リング状の電極である。
ここで図15を参照し、静電チャック装置に試料搭載面調整電極が複数設けられる場合(図14における組合せ12の場合)について説明する。図15は、本発明の第3の実施形態の静電チャック装置の第3の変形例を示す断面図である。図15に示す静電チャック装置304は、静電チャック部342、絶縁接着層343、及び冷却ベース部344を備える。
試料搭載面調整第1電極64a及び試料搭載面調整第2電極65aは、静電チャック部342と冷却ベース部344との間に備えられる。
試料搭載面調整第1電極64aは、静電チャック部342を上方から下に向かってみたときに、静電チャック部342の試料載置面21aと接着面21eとが重なる部分の円板の内周部に備えられる。試料搭載面調整第1電極64aは、円板状の電極である。
試料搭載面調整第2電極65aは、静電チャック部342を上方から下に向かってみたときに、静電チャック部342の試料載置面21aと接着面21eとが重なる部分の円板の外周部に備えられる。試料搭載面調整第2電極65aは、リング状の電極である。
(第4の実施形態、第3の変形例)
ここで図16を参照し、静電チャック装置にFR搭載面調整電極が複数設けられる場合(図14における組合せ2の場合)について説明する。図16は、本発明の第4の実施形態の静電チャック装置の第3の変形例を示す断面図である。図16に示す静電チャック装置403は、静電チャック部422、絶縁接着層423、及び冷却ベース部424を備える。
FR搭載面調整第1電極74a及びFR搭載面調整第2電極75aは、静電チャック部422の構造物設置面21bにおいて、静電チャック部422の内部に設けられる。
FR搭載面調整第1電極74aは、静電チャック部422を上方から下に向かってみたときに、静電チャック部422の構造物設置面21bと接着面21eとが重なるリング状の部分の内周部に備えられる。FR搭載面調整第1電極74aは、リング状の電極である。
FR搭載面調整第1電極74aは、静電チャック部422を上方から下に向かってみたときに、FR静電吸着用第1電極26と重なる部分を有する。FR搭載面調整第1電極74aは、リング状の形状の一部においてFR静電吸着用第1電極ピン27がZ軸方向に貫通する部分を有する。
FR搭載面調整第2電極75aは、静電チャック部422を上方から下に向かってみたときに、静電チャック部422の構造物設置面21bと接着面21eとが重なるリング状の部分の外周部に備えられる。FFR搭載面調整第2電極75aは、リング状の電極である。
FR搭載面調整第2電極75aは、静電チャック部422を上方から下に向かってみたときに、FR静電吸着用第2電極28と重なる部分を有する。FR搭載面調整第2電極75aは、リング状の形状の一部においてFR静電吸着用第2電極ピン29がZ軸方向に貫通する部分を有する。
FR搭載面調整第1電極74aと、FR搭載面調整第2電極75aと、FR静電吸着用第1電極ピン27と、FR静電吸着用第2電極ピン29とは電気的に絶縁されている。
ここで図16を参照し、静電チャック装置にFR搭載面調整電極が複数設けられる場合(図14における組合せ2の場合)について説明する。図16は、本発明の第4の実施形態の静電チャック装置の第3の変形例を示す断面図である。図16に示す静電チャック装置403は、静電チャック部422、絶縁接着層423、及び冷却ベース部424を備える。
FR搭載面調整第1電極74a及びFR搭載面調整第2電極75aは、静電チャック部422の構造物設置面21bにおいて、静電チャック部422の内部に設けられる。
FR搭載面調整第1電極74aは、静電チャック部422を上方から下に向かってみたときに、静電チャック部422の構造物設置面21bと接着面21eとが重なるリング状の部分の内周部に備えられる。FR搭載面調整第1電極74aは、リング状の電極である。
FR搭載面調整第1電極74aは、静電チャック部422を上方から下に向かってみたときに、FR静電吸着用第1電極26と重なる部分を有する。FR搭載面調整第1電極74aは、リング状の形状の一部においてFR静電吸着用第1電極ピン27がZ軸方向に貫通する部分を有する。
FR搭載面調整第2電極75aは、静電チャック部422を上方から下に向かってみたときに、静電チャック部422の構造物設置面21bと接着面21eとが重なるリング状の部分の外周部に備えられる。FFR搭載面調整第2電極75aは、リング状の電極である。
FR搭載面調整第2電極75aは、静電チャック部422を上方から下に向かってみたときに、FR静電吸着用第2電極28と重なる部分を有する。FR搭載面調整第2電極75aは、リング状の形状の一部においてFR静電吸着用第2電極ピン29がZ軸方向に貫通する部分を有する。
FR搭載面調整第1電極74aと、FR搭載面調整第2電極75aと、FR静電吸着用第1電極ピン27と、FR静電吸着用第2電極ピン29とは電気的に絶縁されている。
(まとめ)
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置401は、静電チャック部412と、冷却ベース部414と、接着層(絶縁接着層413)と、第4の電極(FR搭載面調整電極71a)とを備える。
静電チャック装置401は、構造物設置面と冷却ベース部414との間に、第4の電極(FR搭載面調整電極71a)を有する。
第4の電極(FR搭載面調整電極71a)は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスC19を介して高周波電源C20に接続される、または、可変のコンダクタ(可変コンダクタC16)を介して接地される。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置401では、冷却ベース部414を上方から下に向かってみたときに第4の電極(FR搭載面調整電極71a)と重なる部分のRF加速電圧を調整することができるため、構造物設置面21bにおいて静電チャック部412を上方から下に向かってみたときに第4の電極(FR搭載面調整電極71a)と重なる部分の構造物設置面21bのシース電圧を調整することができる。
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置401は、静電チャック部412と、冷却ベース部414と、接着層(絶縁接着層413)と、第4の電極(FR搭載面調整電極71a)とを備える。
静電チャック装置401は、構造物設置面と冷却ベース部414との間に、第4の電極(FR搭載面調整電極71a)を有する。
第4の電極(FR搭載面調整電極71a)は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスC19を介して高周波電源C20に接続される、または、可変のコンダクタ(可変コンダクタC16)を介して接地される。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置401では、冷却ベース部414を上方から下に向かってみたときに第4の電極(FR搭載面調整電極71a)と重なる部分のRF加速電圧を調整することができるため、構造物設置面21bにおいて静電チャック部412を上方から下に向かってみたときに第4の電極(FR搭載面調整電極71a)と重なる部分の構造物設置面21bのシース電圧を調整することができる。
また、第4の電極(FR搭載面調整電極71a)は、静電チャック部412の内部、または、静電チャック部412と冷却ベース部414との間に備えられる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置401においては、第4の電極(FR搭載面調整電極71a)が静電チャック部412の内部に備えられる場合、静電チャック部412の一般的な構造を保ったまま第4の電極(FR搭載面調整電極71a)を設置することができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置401では、静電チャック部412の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させる場合に、静電チャック部412の一般的な構造を保ったまま第4の電極(FR搭載面調整電極71a)を設置することができる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置403においては、第4の電極(FR搭載面調整電極73a)が静電チャック部432と冷却ベース部434との間に備えられる場合、第4の電極(FR搭載面調整電極71a)を容易に設置することができ、また、静電チャック部432の厚さを薄くすることができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置403では、静電チャック部432の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させる場合に、第4の電極(FR搭載面調整電極71a)を容易に設置することができる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置401においては、第4の電極(FR搭載面調整電極71a)が静電チャック部412の内部に備えられる場合、静電チャック部412の一般的な構造を保ったまま第4の電極(FR搭載面調整電極71a)を設置することができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置401では、静電チャック部412の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させる場合に、静電チャック部412の一般的な構造を保ったまま第4の電極(FR搭載面調整電極71a)を設置することができる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置403においては、第4の電極(FR搭載面調整電極73a)が静電チャック部432と冷却ベース部434との間に備えられる場合、第4の電極(FR搭載面調整電極71a)を容易に設置することができ、また、静電チャック部432の厚さを薄くすることができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置403では、静電チャック部432の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させる場合に、第4の電極(FR搭載面調整電極71a)を容易に設置することができる。
また、第4の電極(FR搭載面調整電極72a)は、試料載置面21aに平行な方向について、試料載置面21aと構造物設置面21bとを跨ぐ。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置402では、静電チャック部422内の電場の方向を調整することができるため、構造物設置面21bにおいて静電チャック部422を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極72aと重なる部分の上方のシース電圧の大きさと方向を調整することができる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置402では、静電チャック部422内の電場の方向を調整することができるため、構造物設置面21bにおいて静電チャック部422を上方から下に向かってみたときにFR搭載面調整電極72aと重なる部分の上方のシース電圧の大きさと方向を調整することができる。
また、第4の電極(FR搭載面調整電極71a)は、複数あってよい。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置403では、複数の第4の電極(FR搭載面調整電極74a及び75a)に印加されるRF加速電圧及び周波数の位相を変化させることができるため、静電チャック部422を上方から下に向かってみたときに複数の第4の電極(FR搭載面調整電極74a及び75a)と重なる構造物設置面21bのシース電圧の大きさと方向を調整することができる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置403では、複数の第4の電極(FR搭載面調整電極74a及び75a)に印加されるRF加速電圧及び周波数の位相を変化させることができるため、静電チャック部422を上方から下に向かってみたときに複数の第4の電極(FR搭載面調整電極74a及び75a)と重なる構造物設置面21bのシース電圧の大きさと方向を調整することができる。
(第5の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第5の実施形態について詳しく説明する。
上記第3の実施形態の第2の変形例では、試料搭載面調整電極が絶縁接着層に配置される場合について説明をした。本実施形態では、試料搭載面高周波電極が有機材料部に配置される場合について説明する。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置501と示す。
以下、図面を参照しながら本発明の第5の実施形態について詳しく説明する。
上記第3の実施形態の第2の変形例では、試料搭載面調整電極が絶縁接着層に配置される場合について説明をした。本実施形態では、試料搭載面高周波電極が有機材料部に配置される場合について説明する。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置501と示す。
図17は、本実施形態に係る静電チャック装置501の一例を示す断面図である。静電チャック装置501は、静電チャック部512と、有機材料部513と、冷却ベース部514とを備える。
本実施形態に係る静電チャック装置501(図17)と第3の実施形態の第2の変形例に係る静電チャック装置303(図10)とを比較すると、有機材料部513と、試料搭載面高周波電極81aが備えられている点が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第3の実施形態の第2の変形例と同じである。
第3の実施形態の第2の変形例と同じ機能の説明は省略し、第5の実施形態では、第3の実施形態の第2の変形例と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態に係る静電チャック装置501(図17)と第3の実施形態の第2の変形例に係る静電チャック装置303(図10)とを比較すると、有機材料部513と、試料搭載面高周波電極81aが備えられている点が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第3の実施形態の第2の変形例と同じである。
第3の実施形態の第2の変形例と同じ機能の説明は省略し、第5の実施形態では、第3の実施形態の第2の変形例と異なる部分を中心に説明する。
有機材料部513は、静電チャック部512と冷却ベース部514との間に備えられる。有機材料部513は、導電性接着層31、導電性接着層32及び導電性接着層33に加えて、試料搭載面高周波電極81aを有する。取出電極端子547は、有機材料部513をZ軸方向に貫通し試料搭載面高周波電極81aに接続される。有機材料部513は、試料搭載面高周波電極81a及び取出電極端子547の周囲を覆って形成される。
試料搭載面高周波電極81aは、有機材料部513に設けられる。試料搭載面高周波電極81aは、円板状の薄膜電極である。試料搭載面高周波電極81aは、例えば金属箔の電極である。試料搭載面高周波電極81aは、有機材料部513の内部に設けられることにより冷却ベース部514から絶縁される。
試料搭載面高周波電極81aを静電チャック部512の内部に備える場合に比べ、試料搭載面高周波電極81aを有機材料部513に備える場合の方が、試料搭載面高周波電極81aの製造は容易である。また、試料搭載面高周波電極81aを静電チャック部512の内部に備える場合に比べ、試料搭載面高周波電極81aを有機材料部513に備える場合の方が、静電チャック部512の厚さを薄くすることができる。
取出電極端子547は棒状であり、試料搭載面高周波電極81aに高周波電圧を印加するように構成されている。取出電極端子547は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスC22を介して高周波電源C23に接続される。高周波電源C23は、取出電極端子547を通じて試料搭載面高周波電極81aに高周波電圧を印加する。高周波電源C23は、アースC24により接地されている。
静電チャック装置501は、試料搭載面高周波電極81aに高周波電圧を印加することにより、試料載置面21aにおいて静電チャック部512を上方から下に向かってみたときに試料搭載面高周波電極81aと重なる部分の上方のシース電圧を下げ、試料載置面21a上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させることができる。本実施形態においてエッチングが不均一になってしまうこととは、エッチング速度が不均一になってしまうことである。
(まとめ)
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置501は、静電チャック部512と、冷却ベース部514と、有機材料部513と、高周波用の第5の電極(試料搭載面高周波電極81a)とを備える。
有機材料部513は、静電チャック部512と冷却ベース部514との間に配置される。
高周波用の第5の電極(試料搭載面高周波電極81a)は有機材料部513に設けられる。
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置501は、静電チャック部512と、冷却ベース部514と、有機材料部513と、高周波用の第5の電極(試料搭載面高周波電極81a)とを備える。
有機材料部513は、静電チャック部512と冷却ベース部514との間に配置される。
高周波用の第5の電極(試料搭載面高周波電極81a)は有機材料部513に設けられる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置501では、高周波用の第5の電極(試料搭載面高周波電極81a)の製造及び設置を容易にすることができる。また、静電チャック装置501は、静電チャック部512の厚さを薄くすることができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置501では、静電チャック部512の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させる場合に、高周波用の第5の電極(試料搭載面高周波電極81a)の製造及び設置を容易にすることができる。
(第6の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第6の実施形態について詳しく説明する。図18は、本実施形態に係る静電チャック装置1001の一例を示す断面図である。図19は、本実施形態に係る静電チャック装置1001の電極の一例を示す平面図である。静電チャック装置1001は、静電チャック部1002と、絶縁接着層1003と、冷却ベース部1004とを備える。ここで、静電チャック装置1001に固定された座標系を、3次元直交座標系X、Y、Zとする。ここで、3次元直交座標系X、Y、ZのX軸は、水平方向に平行な向きであり、Z軸は、鉛直方向上向きである。上向きとはZ軸の正の向きである。
静電チャック部1002と、絶縁接着層1003と、冷却ベース部1004とは、静電チャック装置1001を上方から下にみたときに円板状の形状である。静電チャック部1002は、絶縁接着層1003を挟んで冷却ベース部1004の上に設置される。静電チャック部1002と、絶縁接着層1003と、冷却ベース部1004とは、静電チャック装置1001を上方から下にみたときに円板の中心が重なるように接着されている。
以下、図面を参照しながら本発明の第6の実施形態について詳しく説明する。図18は、本実施形態に係る静電チャック装置1001の一例を示す断面図である。図19は、本実施形態に係る静電チャック装置1001の電極の一例を示す平面図である。静電チャック装置1001は、静電チャック部1002と、絶縁接着層1003と、冷却ベース部1004とを備える。ここで、静電チャック装置1001に固定された座標系を、3次元直交座標系X、Y、Zとする。ここで、3次元直交座標系X、Y、ZのX軸は、水平方向に平行な向きであり、Z軸は、鉛直方向上向きである。上向きとはZ軸の正の向きである。
静電チャック部1002と、絶縁接着層1003と、冷却ベース部1004とは、静電チャック装置1001を上方から下にみたときに円板状の形状である。静電チャック部1002は、絶縁接着層1003を挟んで冷却ベース部1004の上に設置される。静電チャック部1002と、絶縁接着層1003と、冷却ベース部1004とは、静電チャック装置1001を上方から下にみたときに円板の中心が重なるように接着されている。
(静電チャック部)
静電チャック部1002は、図19に示すように円板状である。静電チャック部1002は、載置板1022と、ウエハ静電吸着用電極1023と、支持板1024と、FR(Focus Ring:フォーカスリング)静電吸着用第1電極1026と、FR静電吸着用第2電極1028とを有する。載置板1022と、支持板1024とは一体化されている。
静電チャック部1002は、図19に示すように円板状である。静電チャック部1002は、載置板1022と、ウエハ静電吸着用電極1023と、支持板1024と、FR(Focus Ring:フォーカスリング)静電吸着用第1電極1026と、FR静電吸着用第2電極1028とを有する。載置板1022と、支持板1024とは一体化されている。
載置板1022は、円板の内周部分の上面である試料載置面1021aと、静電チャック上面斜面1021bと、円板の外周部分の上面である構造物設置面1021cとを有している。静電チャック上面斜面1021bとは、試料載置面1021aと構造物設置面1021cとを接続する斜面である。
構造物設置面1021cは、試料載置面1021aよりも凹んでいる凹部に設けられている。試料載置面1021aは、半導体ウエハ等の板状試料が載置される面である。構造物設置面1021cは、フォーカスリングが載置される面である。つまり、静電チャック部1002は、試料載置面1021aの周囲であって試料載置面1021aよりも凹んでいる凹部に、試料載置面1021aの周囲を囲む円環状の構造物であるフォーカスリングを設置する構造物設置面1021cを有する。
構造物設置面1021cは、試料載置面1021aよりも凹んでいる凹部に設けられている。試料載置面1021aは、半導体ウエハ等の板状試料が載置される面である。構造物設置面1021cは、フォーカスリングが載置される面である。つまり、静電チャック部1002は、試料載置面1021aの周囲であって試料載置面1021aよりも凹んでいる凹部に、試料載置面1021aの周囲を囲む円環状の構造物であるフォーカスリングを設置する構造物設置面1021cを有する。
フォーカスリング(不図示)は、例えば、試料載置面1021aに載置されるウエハと同等の電気伝導性を有する材料を形成材料としている。ウエハの周縁部にフォーカスリングを配置することにより、プラズマに対する電気的な環境を試料載置面と略一致させることができるため、静電チャック部1002の試料載置面上のエッチング速度の中央部と周縁部とにおいて不均一になってしまうことを軽減させることができる。
載置板1022及び支持板1024は、重ね合わせた面の形状を同じくする円板状のものであり、酸化アルミニウム-炭化ケイ素(Al2O3-SiC)複合焼結体、酸化アルミニウム(Al2O3)焼結体、窒化アルミニウム(AlN)焼結体、酸化イットリウム(Y2O3)焼結体等の機械的な強度を有し、かつ腐食性ガス及びそのプラズマに対する耐久性を有する絶縁性のセラミックス焼結体からなる。
つまり、静電チャック部1002は、酸化アルミニウム-炭化ケイ素複合焼結体、酸化アルミニウム焼結体のいずれか1つ以上からなる。
載置板1022の試料載置面1021aは、上面に半導体ウエハ等の板状試料を載置する面である。試料載置面1021aには、直径が板状試料の厚さより小さい突起部(不図示)が複数所定の間隔で形成され、これらの突起部が板状試料を支える。
つまり、静電チャック部1002は、酸化アルミニウム-炭化ケイ素複合焼結体、酸化アルミニウム焼結体のいずれか1つ以上からなる。
載置板1022の試料載置面1021aは、上面に半導体ウエハ等の板状試料を載置する面である。試料載置面1021aには、直径が板状試料の厚さより小さい突起部(不図示)が複数所定の間隔で形成され、これらの突起部が板状試料を支える。
ウエハ静電吸着用電極1023は、静電チャック部2の円板の内周部において、載置板1022と支持板1024との間に設けられる。ウエハ静電吸着用電極1023は、図19に示すように円板状の電極である。ウエハ静電吸着用電極1023は、試料載置面1021aと接着面1021dとの間に跨って、かつ試料載置面1021aと接着面斜面1021eとの間に跨って設けられる。
ウエハ静電吸着用電極1023は、電荷を発生させて静電吸着力で板状試料を固定するための静電チャック用電極として用いられるもので、その用途によって、その形状や、大きさが適宜調整される。ウエハ静電吸着用電極1023は、ウエハ静電吸着用電極ピン1025により支持される。ウエハ静電吸着用電極1023は、ウエハ静電吸着用電極ピン1025を介して、後述する取出電極端子1041と接続されている。
ウエハ静電吸着用電極1023は、酸化アルミニウム-炭化タンタル(Al2O3-Ta4C5)導電性複合焼結体、酸化アルミニウム-タングステン(Al2O3-W)導電性複合焼結体、酸化アルミニウム-炭化ケイ素(Al2O3-SiC)導電性複合焼結体、窒化アルミニウム-タングステン(AlN-W)導電性複合焼結体、窒化アルミニウム-タンタル(AlN-Ta)導電性複合焼結体、酸化イットリウム-モリブデン(Y2O3-Mo)導電性複合焼結体等の導電性セラミックス、あるいは、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)等の高融点金属により形成されることが好ましい。
支持板1024は、絶縁接着層1003と接する面である下面に凹部を有する。つまり、静電チャック部1002は、絶縁接着層1003の側に凹部を有する。支持板1024の下面は、接着面1021d、接着面斜面1021e及び外周部接着面1021fからなる。ここで下向きはZ軸の負の向きである。
接着面1021dは、円板状の支持板1024の内周部分に位置する円形の平面である。接着面1021dは、支持板1024の下面において外周部接着面1021fに対して凹んでいる。外周部接着面1021fは、円板状の支持板1024の外周部分に位置する同心円状の平面である。接着面斜面1021eは、接着面1021dと外周部接着面1021fとを接続する斜面である。つまり、静電チャック部1002の凹部の外周は、斜面となっている。ここで凹部の外周とは、凹部の凹んでいる部分とこの凹部が設けられた面とを接続する面である。
接着面1021dは、円板状の支持板1024の内周部分に位置する円形の平面である。接着面1021dは、支持板1024の下面において外周部接着面1021fに対して凹んでいる。外周部接着面1021fは、円板状の支持板1024の外周部分に位置する同心円状の平面である。接着面斜面1021eは、接着面1021dと外周部接着面1021fとを接続する斜面である。つまり、静電チャック部1002の凹部の外周は、斜面となっている。ここで凹部の外周とは、凹部の凹んでいる部分とこの凹部が設けられた面とを接続する面である。
静電チャック部1002を上方から下に向かってみた場合に、接着面1021dの円の中心と試料載置面1021aの円の中心とは一致しており、接着面1021dの直径は試料載置面1021aの直径よりも小さい。つまり、静電チャック部1002を上方から下に向かってみた場合に、接着面1021dは試料載置面1021aよりも内周部分に位置する。
接着面1021dは、試料載置面1021aと対向している。外周部接着面1021fは、構造物設置面1021cと対向している。静電チャック部1002を上方から下に向かってみたときに、接着面斜面1021eは、試料載置面1021a及び静電チャック上面斜面1021bと重なる部分をもつ。つまり、静電チャック部1002の凹部の一部である接着面斜面1021eは、静電チャック部1002を上方から下に向かってみたときに構造物設置面1021cまで伸びている。接着面斜面1021eと接着面1021dとの成す内角度A1は、95度よりも大きく165度よりも小さく、より好ましくは105度よりも大きく155度よりも小さい。
プラズマエッチング装置において、エッチング速度及びエッチングの方向は、プラズマにより励起された単位面積当たりのガスの密度、静電チャック部1002の試料載置面1021a上の電場の強さ(シース電圧)及び電気力線の方向に影響される。
試料載置面1021a上の単位面積当たりの励起されたガスの密度、電場の強さ及び電気力線の方向が面上において不均一である場合、エッチング速度及びエッチングの方向は不均一になり得る。
試料載置面1021aにおいて、単位体積当たりのプラズマにより励起エッチングガスの密度は、エッチング装置により異なる。
単位体積当たりの励起エッチングガス内周部分の方が外周部分に比べ少ない場合は、試料載置面1021aにおいて、内周部分の方が外周部分よりもエッチング速度は遅くなる。
接着面1021dは、試料載置面1021aと対向している。外周部接着面1021fは、構造物設置面1021cと対向している。静電チャック部1002を上方から下に向かってみたときに、接着面斜面1021eは、試料載置面1021a及び静電チャック上面斜面1021bと重なる部分をもつ。つまり、静電チャック部1002の凹部の一部である接着面斜面1021eは、静電チャック部1002を上方から下に向かってみたときに構造物設置面1021cまで伸びている。接着面斜面1021eと接着面1021dとの成す内角度A1は、95度よりも大きく165度よりも小さく、より好ましくは105度よりも大きく155度よりも小さい。
プラズマエッチング装置において、エッチング速度及びエッチングの方向は、プラズマにより励起された単位面積当たりのガスの密度、静電チャック部1002の試料載置面1021a上の電場の強さ(シース電圧)及び電気力線の方向に影響される。
試料載置面1021a上の単位面積当たりの励起されたガスの密度、電場の強さ及び電気力線の方向が面上において不均一である場合、エッチング速度及びエッチングの方向は不均一になり得る。
試料載置面1021aにおいて、単位体積当たりのプラズマにより励起エッチングガスの密度は、エッチング装置により異なる。
単位体積当たりの励起エッチングガス内周部分の方が外周部分に比べ少ない場合は、試料載置面1021aにおいて、内周部分の方が外周部分よりもエッチング速度は遅くなる。
静電チャック部1002の底面には、座繰り加工を施して凹部が設けられている。静電チャック部1002においては、試料載置面1021aと接着面1021dとの間の厚さが、試料載置面1021aと接着面斜面1021eとの間の厚さよりも薄くなっている。
従って、試料載置面1021aと接着面1021dとの間の静電容量は、試料載置面1021aと接着面斜面1021eとの間の静電容量よりも大きくなる。このため、試料載置面1021aにおいて接着面1021dと対向する部分の上方のシース電圧が下がり、試料載置面1021a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
従って、試料載置面1021aと接着面1021dとの間の静電容量は、試料載置面1021aと接着面斜面1021eとの間の静電容量よりも大きくなる。このため、試料載置面1021aにおいて接着面1021dと対向する部分の上方のシース電圧が下がり、試料載置面1021a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
また、静電チャック部1002の底面の凹部は接着面斜面1021eを有しているため、静電チャック部1002の外周部において、試料載置面1021aと接着面斜面1021eとの間の静電容量が、試料載置面1021aと接着面1021dとの間の静電容量に比べ急激に変化することを抑制することができる。
図24を参照して、静電チャック部1002の底面の凹部が接着面斜面1021eを有しているため、静電チャック部1002の厚みが異なる部分において静電容量の急激な変化が抑制されることについて説明する。
図24を参照して、静電チャック部1002の底面の凹部が接着面斜面1021eを有しているため、静電チャック部1002の厚みが異なる部分において静電容量の急激な変化が抑制されることについて説明する。
図24は、比較例の静電チャック装置A101の一例を示す図である。静電チャック部A102は、円板の内周部分の上面である試料載置面A21aと、円板の外周部分の上面である構造物設置面A21cとを有している。
静電チャック部A102は下面に凹部を有する。静電チャック部A102の下面は、接着面A21dと、外周部接着面A21fとからなる。接着面A21dは、静電チャック部A102の下面において外周部接着面A21fに対して凹んでいる。
静電チャック部A102は下面に凹部を有する。静電チャック部A102の下面は、接着面A21dと、外周部接着面A21fとからなる。接着面A21dは、静電チャック部A102の下面において外周部接着面A21fに対して凹んでいる。
静電チャック部A102においては、試料載置面A21aと接着面A21dとの間の厚さが、試料載置面A21aと外周部接着面A21fとの間の厚さよりも薄くなっている。
従って、試料載置面A21aと接着面A21dとの間の静電容量は、試料載置面A21aと外周部接着面A21fとの間の静電容量よりも大きくなる。
ここで、静電チャック部A102の部分P1では、静電容量の大きさが、試料載置面A21aと接着面A21dとの間の静電容量から、試料載置面A21aと外周部接着面A21fとの間の静電容量へと急激に変化する。
静電チャック装置A101では、静電チャック部A102の部分P1において静電容量が急激に変化するため、静電チャック部A102を上方からみたときに試料載置面A21aが部分P1と重なる部分において試料載置面A21a上のエッチング速度は不均一となり得る。
一方、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、静電チャック部1002の底面の凹部が接着面斜面1021eを有しているため、静電チャック部1002の厚みが異なる部分において静電容量の急激な変化が抑制される。
従って、試料載置面A21aと接着面A21dとの間の静電容量は、試料載置面A21aと外周部接着面A21fとの間の静電容量よりも大きくなる。
ここで、静電チャック部A102の部分P1では、静電容量の大きさが、試料載置面A21aと接着面A21dとの間の静電容量から、試料載置面A21aと外周部接着面A21fとの間の静電容量へと急激に変化する。
静電チャック装置A101では、静電チャック部A102の部分P1において静電容量が急激に変化するため、静電チャック部A102を上方からみたときに試料載置面A21aが部分P1と重なる部分において試料載置面A21a上のエッチング速度は不均一となり得る。
一方、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、静電チャック部1002の底面の凹部が接着面斜面1021eを有しているため、静電チャック部1002の厚みが異なる部分において静電容量の急激な変化が抑制される。
試料載置面1021aと接着面1021dとの間の厚さ、試料載置面1021aと接着面斜面1021eとの間の厚さは、一例として0.7mm以上かつ5.0mm以下に形成されている。
例えば、静電チャック部1002の厚さが0.7mmを下回ると、静電チャック部1002の機械的強度を確保することが難しくなる。静電チャック部1002の厚さが5.0mmを上回ると、静電チャック部1002の高周波透過性は低下し、シース電圧が低下する。また、静電チャック部1002の厚さが5.0mmを上回ると、静電チャック部1002の熱伝達率が低下し、静電チャック部1002の熱容量が大きくなり、載置される板状試料の冷却性能や熱応答性が劣化する。ここで説明した各部の厚さは一例であって、前記した範囲に限るものではない。
例えば、静電チャック部1002の厚さが0.7mmを下回ると、静電チャック部1002の機械的強度を確保することが難しくなる。静電チャック部1002の厚さが5.0mmを上回ると、静電チャック部1002の高周波透過性は低下し、シース電圧が低下する。また、静電チャック部1002の厚さが5.0mmを上回ると、静電チャック部1002の熱伝達率が低下し、静電チャック部1002の熱容量が大きくなり、載置される板状試料の冷却性能や熱応答性が劣化する。ここで説明した各部の厚さは一例であって、前記した範囲に限るものではない。
静電チャック部1002の底面に座繰り加工を施して凹部を設ける際、凹部の深さを形成する側面が底面と垂直である場合、静電チャック部1002において、座繰り加工を施した部分と、座繰り加工を施していない部分とでは静電容量が大きく変化してしまう。
静電チャック部1002において試料載置面1021aの部分毎に静電容量が大きく変化してしまうと、外周部における急激な電場の強さの変化及び電場の方向の変化が生じ得る。
また、静電チャック部1002の底面に座繰り加工を施して凹部を設ける際、凹部の深さを形成する側面が底面と垂直である場合、側面の厚さが薄くなり座繰り加工を施した部分の機械的な強度が低下し、静電チャック部1002が割れてしまう危険性がある。
静電チャック部1002において試料載置面1021aの部分毎に静電容量が大きく変化してしまうと、外周部における急激な電場の強さの変化及び電場の方向の変化が生じ得る。
また、静電チャック部1002の底面に座繰り加工を施して凹部を設ける際、凹部の深さを形成する側面が底面と垂直である場合、側面の厚さが薄くなり座繰り加工を施した部分の機械的な強度が低下し、静電チャック部1002が割れてしまう危険性がある。
静電チャック部1002では、底面に座繰り加工を施して設けられた凹部は、外周部において側面の代わりに接着面斜面1021eとなっている。静電チャック部1002では、接着面斜面1021eが設けられることにより、座繰り加工を施した部分と、座繰り加工を施していない部分の静電容量が大きく変化してしまうことを抑制できるため、外周部における急激な電場の強さの変化及び電場の方向の変化を抑制することができる。
また、静電チャック部1002では、凹部の一部である接着面斜面1021eは構造物設置面1021cまで伸びていることにより、静電チャック部1002の厚さを試料載置面1021aと構造物設置面1021cとで同じにすることができるため、静電チャック部1002の外周部分においてシース電圧の電場の強さ及び電場の方向を調整することができる。
また、静電チャック部1002では、接着面斜面1021eと接着面1021dとの成す内角度A1は、95度よりも大きく165度よりも小さく、より好ましくは105度よりも大きく155度よりも小さい。そのため、電場の強さ及び電場の方向の急激な変化を抑制することができ、静電チャック部1002の底面の凹部の外周部分である接着面斜面1021eから亀裂が発生することを抑制することができる。
また、静電チャック部1002では、接着面斜面1021eと接着面1021dとの成す内角度A1は、95度よりも大きく165度よりも小さく、より好ましくは105度よりも大きく155度よりも小さい。そのため、電場の強さ及び電場の方向の急激な変化を抑制することができ、静電チャック部1002の底面の凹部の外周部分である接着面斜面1021eから亀裂が発生することを抑制することができる。
ウエハ静電吸着用電極1023の面抵抗値は、1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。ウエハ静電吸着用電極1023の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。ウエハ静電吸着用電極1023の面抵抗値が上記下限値よりも低いとウエハ静電吸着用電極1023内をうず電流が発生して、同電位となり得る。ウエハ静電吸着用電極1023を流れるうず電流のために、静電チャック部2の試料載置面1021a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させる効果が十分得られなくなる場合がある。静電チャック装置1001は、ウエハ静電吸着用電極1023の面抵抗値を上記下限値よりも高くすることにより、ウエハ静電吸着用電極1023内をうず電流の発生を抑止することができる。一方、ウエハ静電吸着用電極1023の面抵抗値を上記上限値よりも低くすることにより、良好な吸着特性を維持することができる。
ウエハ静電吸着用電極1023の厚さは0.5μmよりも厚く50μmよりも薄い。ウエハ静電吸着用電極1023の厚さは10μmよりも厚く30μmよりも薄いことが好ましい。このような厚さのウエハ静電吸着用電極1023は、スパッタ法や蒸着法等の成膜法、あるいはスクリーン印刷法等の塗工法により容易に形成することができる。
ウエハ静電吸着用電極1023の厚さが0.5μmを下回ると、充分な導電性を確保することが難しくなる。ウエハ静電吸着用電極1023の厚さが50μmを越えると、ウエハ静電吸着用電極1023と載置板1022との間の熱膨張率差、及びウエハ静電吸着用電極1023と支持板1024との間の熱膨張率差に起因し、ウエハ静電吸着用電極1023と載置板1022との接合界面、及びウエハ静電吸着用電極1023と支持板1024との接合界面に剥離もしくはクラックが入り易くなる。
ウエハ静電吸着用電極1023の厚さが0.5μmを下回ると、充分な導電性を確保することが難しくなる。ウエハ静電吸着用電極1023の厚さが50μmを越えると、ウエハ静電吸着用電極1023と載置板1022との間の熱膨張率差、及びウエハ静電吸着用電極1023と支持板1024との間の熱膨張率差に起因し、ウエハ静電吸着用電極1023と載置板1022との接合界面、及びウエハ静電吸着用電極1023と支持板1024との接合界面に剥離もしくはクラックが入り易くなる。
FR静電吸着用第1電極1026及びFR静電吸着用第2電極1028は、静電チャック部1002の内部において、構造物設置面1021cと冷却ベース部1004との間に設けられる。FR静電吸着用第1電極1026及びFR静電吸着用第2電極1028は、図19に示すようにリング状の電極である。FR静電吸着用第1電極1026及びFR静電吸着用第2電極1028は、構造物設置面1021cと外周部接着面1021fとの間に設けられる。
リング状の電極であるFR静電吸着用第2電極1028の直径は、リング状の電極であるFR静電吸着用第1電極1026の直径よりも大きい。
リング状の電極であるFR静電吸着用第2電極1028の直径は、リング状の電極であるFR静電吸着用第1電極1026の直径よりも大きい。
FR静電吸着用第1電極1026は、図19に示すようにリングの円周の一部分において、FR静電吸着用第1電極ピン1027により支持される。FR静電吸着用第1電極1026は、FR静電吸着用第1電極ピン1027を介して、後述する取出電極端子1043と接続されている。FR静電吸着用第2電極1028は、リングの円周の一部分において、FR静電吸着用第2電極ピン1029により支持される。FR静電吸着用第2電極1028は、FR静電吸着用第2電極ピン1029を介して、後述する取出電極端子1045と接続されている。
(絶縁接着層)
絶縁接着層1003は、冷却ベース部1004を静電チャック部1002の下面、つまり接着面1021d、接着面斜面1021e及び外周部接着面1021fに貼り付ける。
絶縁接着層1003は、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、及びエポキシ等の有機接着剤により形成されることが好ましい。これらの有機接着剤は、接着硬化後に耐熱性及び絶縁性を有する。シリコーン樹脂は、ガラス転移温度が低く、耐熱温度が高く、かつゴム弾性を有している。このシリコーン樹脂には、絶縁性のセラミック粉末(酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等)を添加されることが好ましい。
また、硬化前の接着剤は、ジエル状、もしくは柔軟性を有するシート状またはフィルム状の接着性樹脂により形成されることが好ましい。
絶縁接着層1003は、導電性接着層1031、導電性接着層1032及び導電性接着層1033を有する。絶縁接着層1003は、導電性接着層1031、導電性接着層1032及び導電性接着層1033の周囲を覆って形成される。
絶縁接着層1003は、冷却ベース部1004を静電チャック部1002の下面、つまり接着面1021d、接着面斜面1021e及び外周部接着面1021fに貼り付ける。
絶縁接着層1003は、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、及びエポキシ等の有機接着剤により形成されることが好ましい。これらの有機接着剤は、接着硬化後に耐熱性及び絶縁性を有する。シリコーン樹脂は、ガラス転移温度が低く、耐熱温度が高く、かつゴム弾性を有している。このシリコーン樹脂には、絶縁性のセラミック粉末(酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等)を添加されることが好ましい。
また、硬化前の接着剤は、ジエル状、もしくは柔軟性を有するシート状またはフィルム状の接着性樹脂により形成されることが好ましい。
絶縁接着層1003は、導電性接着層1031、導電性接着層1032及び導電性接着層1033を有する。絶縁接着層1003は、導電性接着層1031、導電性接着層1032及び導電性接着層1033の周囲を覆って形成される。
導電性接着層1031は、ウエハ静電吸着用電極ピン1025を取出電極端子1041に貼り付ける。導電性接着層1032は、FR静電吸着用第1電極ピン1027を取出電極端子1043に貼り付ける。導電性接着層1033は、FR静電吸着用第2電極ピン1029を取出電極端子1045に貼り付ける。
導電性接着層1031、導電性接着層1032及び導電性接着層1033は、柔軟性と耐電性を有するシリコーン系の導電性接着剤(シリコ接着剤に金属、カーボン等の導電性材料を添加)により形成されることが好ましい。また、導電材の形状として、針状の導電性材料は球状導電性材料に比較して、少量の添加で導電性が確保できることより、より好ましい。
導電性接着層1031、導電性接着層1032及び導電性接着層1033は、柔軟性と耐電性を有するシリコーン系の導電性接着剤(シリコ接着剤に金属、カーボン等の導電性材料を添加)により形成されることが好ましい。また、導電材の形状として、針状の導電性材料は球状導電性材料に比較して、少量の添加で導電性が確保できることより、より好ましい。
(冷却ベース部)
冷却ベース部1004は厚さのある円板状であり、静電チャック部1002を所望の温度に調整するように構成されている。冷却ベース部1004は、上面として内周上面1401aと、斜面1401bと、外周上面1401cとを有している。内周上面1401aは、静電チャック部1002の凹部である接着面1021dに対応した凸部である。斜面1401bは、内周上面1401aと外周上面1401cとを接続する斜面である。
冷却ベース部1004としては、例えば、その内部に水を循環させる流路が形成された水冷ベース等が好ましい。
冷却ベース部1004は厚さのある円板状であり、静電チャック部1002を所望の温度に調整するように構成されている。冷却ベース部1004は、上面として内周上面1401aと、斜面1401bと、外周上面1401cとを有している。内周上面1401aは、静電チャック部1002の凹部である接着面1021dに対応した凸部である。斜面1401bは、内周上面1401aと外周上面1401cとを接続する斜面である。
冷却ベース部1004としては、例えば、その内部に水を循環させる流路が形成された水冷ベース等が好ましい。
冷却ベース部1004を構成する材料としては、熱伝導性、導電性、加工性に優れた非磁性の金属、またはこれらの金属を含む複合材であれば制限はなく、例えば、アルミニウム(Al)、アルミニウム合金、銅(Cu)、銅合金、ステンレス鋼(SUS)、チタン(Ti)等が好適に用いられる。
静電チャック部1002の材料が酸化アルミニウム(Al2O3)焼結体または酸化アルミニウム-炭化ケイ素(Al2O3-SiC)複合焼結体である場合、静電チャック部1002と冷却ベース部1004との熱膨張差を小さくするため、冷却ベース部1004を構成する材料としてはチタン(Ti)が好ましい。
冷却ベース部1004の少なくともプラズマに曝される面は、アルマイト処理が施されているか、あるいはアルミナ等の絶縁膜が成膜されていることが好ましい。
静電チャック部1002の材料が酸化アルミニウム(Al2O3)焼結体または酸化アルミニウム-炭化ケイ素(Al2O3-SiC)複合焼結体である場合、静電チャック部1002と冷却ベース部1004との熱膨張差を小さくするため、冷却ベース部1004を構成する材料としてはチタン(Ti)が好ましい。
冷却ベース部1004の少なくともプラズマに曝される面は、アルマイト処理が施されているか、あるいはアルミナ等の絶縁膜が成膜されていることが好ましい。
冷却ベース部1004は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスC1007を介して高周波電源C1008に接続される。高周波電源C1008は、冷却ベース部1004にバイアス電圧用のRF電流を印加する。高周波電源C1008は、アースC1009により接地されている。
冷却ベース部1004は、取出電極端子1041、取出電極端子1043及び取出電極端子1045を有する。冷却ベース部1004は、取出電極端子1041、取出電極端子1043及び取出電極端子1045の周囲を覆って形成される。取出電極端子1041、取出電極端子1043及び取出電極端子1045は、絶縁性を有する絶縁碍子1042、絶縁碍子1044及び絶縁碍子1046により各々覆われている。
取出電極端子1041、取出電極端子1043及び取出電極端子1045は、冷却ベース部1004を貫通するように設けられている。
取出電極端子1041、取出電極端子1043及び取出電極端子1045は、冷却ベース部1004を貫通するように設けられている。
取出電極端子1041は棒状であり、ウエハ静電吸着用電極1023に直流電圧を印加するように構成されている。取出電極端子1041は、導電性接着層1031を介して、ウエハ静電吸着用電極ピン1025に接続されている。取出電極端子1041は、不図示の高周波カットフィルタを介して可変型直流電源C1001に接続されている。
取出電極端子1043は棒状であり、FR静電吸着用第1電極1026に直流電圧を印加するように構成されている。取出電極端子1043は、導電性接着層1032を介して、FR静電吸着用第1電極ピン1027に接続されている。取出電極端子1043は、不図示の高周波カットフィルタを介して可変型直流電源C1003に接続されている。
取出電極端子1045は棒状であり、FR静電吸着用第2電極1028に直流電圧を印加するように構成されている。取出電極端子1045は、導電性接着層1033を介してFR静電吸着用第2電極ピン1029に接続されている。取出電極端子1045は、不図示の高周波カットフィルタを介して可変型直流電源C1005に接続されている。
可変型直流電源C1001はアースC1002により接地されている。可変型直流電源C1003はアースC1004により接地されている。可変型直流電源C1005はアースC1006により接地されている。
取出電極端子1043は棒状であり、FR静電吸着用第1電極1026に直流電圧を印加するように構成されている。取出電極端子1043は、導電性接着層1032を介して、FR静電吸着用第1電極ピン1027に接続されている。取出電極端子1043は、不図示の高周波カットフィルタを介して可変型直流電源C1003に接続されている。
取出電極端子1045は棒状であり、FR静電吸着用第2電極1028に直流電圧を印加するように構成されている。取出電極端子1045は、導電性接着層1033を介してFR静電吸着用第2電極ピン1029に接続されている。取出電極端子1045は、不図示の高周波カットフィルタを介して可変型直流電源C1005に接続されている。
可変型直流電源C1001はアースC1002により接地されている。可変型直流電源C1003はアースC1004により接地されている。可変型直流電源C1005はアースC1006により接地されている。
取出電極端子1041、取出電極端子1043及び取出電極端子1045は、絶縁碍子1042、絶縁碍子1044及び絶縁碍子1046により、金属製の冷却ベース部1004に対し各々絶縁されている。
取出電極端子1041、取出電極端子1043及び取出電極端子1045の材料としては、耐熱性に優れた非磁性の導電性材料であれば制限されないが、熱膨張係数がウエハ静電吸着用電極1023及び支持板1024の熱膨張係数に近似したものが好ましく、例えば、チタン等の金属材料からなる。
取出電極端子1041、取出電極端子1043及び取出電極端子1045の材料としては、耐熱性に優れた非磁性の導電性材料であれば制限されないが、熱膨張係数がウエハ静電吸着用電極1023及び支持板1024の熱膨張係数に近似したものが好ましく、例えば、チタン等の金属材料からなる。
(まとめ)
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置1001は、静電チャック部1002と、冷却ベース部1004と、接着層(絶縁接着層1003)とを備える。
静電チャック部1002では、試料を載置する試料載置面1021aを有するとともに静電吸着用の第6の電極(ウエハ静電吸着用電極1023)を有する。静電チャック部1002は、接着層(絶縁接着層1003)の側に第1の凹部(接着面1021d)を有し、第1の凹部(接着面1021d)の外周は斜面(接着面斜面1021e)となっている。
冷却ベース部1004は、静電チャック部1002に対し試料載置面1021aとは反対側に載置され静電チャック部1002を冷却する。冷却ベース部1004は、静電チャック部1002の第1の凹部(接着面1021d)に対応した第1の凸部(内周上面1401a)を有している。
接着層(絶縁接着層1003)は、静電チャック部1002と冷却ベース部1004とを接着する。
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置1001は、静電チャック部1002と、冷却ベース部1004と、接着層(絶縁接着層1003)とを備える。
静電チャック部1002では、試料を載置する試料載置面1021aを有するとともに静電吸着用の第6の電極(ウエハ静電吸着用電極1023)を有する。静電チャック部1002は、接着層(絶縁接着層1003)の側に第1の凹部(接着面1021d)を有し、第1の凹部(接着面1021d)の外周は斜面(接着面斜面1021e)となっている。
冷却ベース部1004は、静電チャック部1002に対し試料載置面1021aとは反対側に載置され静電チャック部1002を冷却する。冷却ベース部1004は、静電チャック部1002の第1の凹部(接着面1021d)に対応した第1の凸部(内周上面1401a)を有している。
接着層(絶縁接着層1003)は、静電チャック部1002と冷却ベース部1004とを接着する。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、エッチング速度が速い部分の静電チャック部1002の厚さを厚くし、シース電圧を下げることができるため、高周波電源の数を増やすことなく、静電チャック部1002の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させることができる。本実施形態においてエッチングが不均一になってしまうこととは、エッチング速度が不均一になってしまうことである。
また、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、座繰り加工を施した部分と、座繰り加工を施していない部分の静電容量が大きく変化してしまうことを抑制できるため、外周部における急激な電場の強さの変化及び電場の方向の変化を抑制することができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、高周波電源の数を増やすことなく、静電チャック部1002の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させることができる。
また、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、座繰り加工を施した部分と、座繰り加工を施していない部分の静電容量が大きく変化してしまうことを抑制できるため、外周部における急激な電場の強さの変化及び電場の方向の変化を抑制することができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、高周波電源の数を増やすことなく、静電チャック部1002の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させることができる。
また、静電チャック部1002は、試料載置面1021aの周囲であって試料載置面1021aよりも凹んでいる第2の凹部に、試料載置面1021aの周囲を囲む円環状の構造物を設置する構造物設置面1021cを有する。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、フォーカスリングを載置することがきるため、静電チャック部1002の試料載置面1021a上のエッチング速度が中央部と周縁部とにおいて不均一になってしまうことを軽減させることができる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、フォーカスリングを載置することがきるため、静電チャック部1002の試料載置面1021a上のエッチング速度が中央部と周縁部とにおいて不均一になってしまうことを軽減させることができる。
また、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、静電チャック部1002の第1の凹部の一部(接着面斜面1021e)が、構造物設置面1021cまで伸びている。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、構造物設置面1021c上のシース電圧の電場の強さ及び電場の方向を調整することができる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、構造物設置面1021c上のシース電圧の電場の強さ及び電場の方向を調整することができる。
また、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、静電チャック部1002の第1の凹部の外周の斜面(接着面斜面1021e)の内角度A1が、95度よりも大きく165度よりも小さく、より好ましくは105度よりも大きく155度よりも小さい。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、電場の強さ及び電場の方向の急激な変化を抑制することができ、静電チャック部1002の底面の凹部の外周部分である接着面斜面1021eから亀裂が発生することを抑制することができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、高周波電源の数を増やすことなく、静電チャック部1002の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させることができる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、電場の強さ及び電場の方向の急激な変化を抑制することができ、静電チャック部1002の底面の凹部の外周部分である接着面斜面1021eから亀裂が発生することを抑制することができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、高周波電源の数を増やすことなく、静電チャック部1002の試料載置面上のエッチングが不均一になってしまうことを軽減させることができる。
また、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、第6の電極(ウエハ静電吸着用電極1023)の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い。第6の電極(ウエハ静電吸着用電極1023)の面抵抗値は、2.0Ω/□よりも高く、1.0×107Ω/□よりも低いことが好ましい。
本実施形態に係る静電チャック装置1001では、第6の電極(ウエハ静電吸着用電極1023)の面抵抗値を上記下限値よりも高くすることにより、ウエハ静電吸着用電極1023内をうず電流の発生を抑止することができる。そのため、静電チャック部1002の試料載置面上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。一方、第6の電極(ウエハ静電吸着用電極1023)の面抵抗値を上記上限値よりも低くすることにより、良好な吸着特性を維持することができる。
第6の電極(ウエハ静電吸着用電極1023)の厚さは0.5μmよりも厚く50μmよりも薄い。第6の電極(ウエハ静電吸着用電極1023)の厚さは10μmよりも厚く30μmよりも薄いことが好ましい。
本実施形態に係る静電チャック装置1001では、第6の電極(ウエハ静電吸着用電極1023)の面抵抗値を上記下限値よりも高くすることにより、ウエハ静電吸着用電極1023内をうず電流の発生を抑止することができる。そのため、静電チャック部1002の試料載置面上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。一方、第6の電極(ウエハ静電吸着用電極1023)の面抵抗値を上記上限値よりも低くすることにより、良好な吸着特性を維持することができる。
第6の電極(ウエハ静電吸着用電極1023)の厚さは0.5μmよりも厚く50μmよりも薄い。第6の電極(ウエハ静電吸着用電極1023)の厚さは10μmよりも厚く30μmよりも薄いことが好ましい。
また、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、例えば、静電チャック部1002は、酸化アルミニウム-炭化ケイ素複合焼結体、酸化アルミニウム焼結体のいずれか1つ以上からなる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、プラズマエッチング等の半導体製造プロセスにおける耐久性が向上し、機械的強度も保持される。このため、プラズマエッチング等の半導体製造プロセスにおける耐久性が向上し、機械的強度も保持された状態において、静電チャック部1002の試料載置面上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1001では、プラズマエッチング等の半導体製造プロセスにおける耐久性が向上し、機械的強度も保持される。このため、プラズマエッチング等の半導体製造プロセスにおける耐久性が向上し、機械的強度も保持された状態において、静電チャック部1002の試料載置面上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
(第7の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第7の実施形態について詳しく説明する。
上記第6の実施形態では、静電チャック装置が、絶縁接着層の側に凹部を有する静電チャック部1002を備え、エッチング速度が不均一になってしまうことを軽減する場合について説明をした。本実施形態では、静電チャック装置が、静電チャック部と冷却ベース部との間に設けられた誘電体層をさらに備え、エッチング速度が不均一になってしまうことを軽減する場合について説明をする。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置1201と示す。
以下、図面を参照しながら本発明の第7の実施形態について詳しく説明する。
上記第6の実施形態では、静電チャック装置が、絶縁接着層の側に凹部を有する静電チャック部1002を備え、エッチング速度が不均一になってしまうことを軽減する場合について説明をした。本実施形態では、静電チャック装置が、静電チャック部と冷却ベース部との間に設けられた誘電体層をさらに備え、エッチング速度が不均一になってしまうことを軽減する場合について説明をする。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置1201と示す。
図20は、本実施形態に係る静電チャック装置1201の一例を示す断面図である。静電チャック装置1201は、静電チャック部1002と、絶縁接着層1003と、冷却ベース部1214と、誘電体層1051aと、誘電体層1051bとを備える。
本実施形態に係る静電チャック装置1201(図20)と第6の実施形態に係る静電チャック装置1001(図18)とを比較すると、誘電体層1051a及び誘電体層1051bの有無が異なる。
ここで、他の構成要素が持つ機能は第6の実施形態と同じである。第6の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第7の実施形態では、第6の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態に係る静電チャック装置1201(図20)と第6の実施形態に係る静電チャック装置1001(図18)とを比較すると、誘電体層1051a及び誘電体層1051bの有無が異なる。
ここで、他の構成要素が持つ機能は第6の実施形態と同じである。第6の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第7の実施形態では、第6の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
誘電体層1051a及び誘電体層1051bは、静電チャック部1212と冷却ベース部1214との間に備えられる。誘電体層1051aは、冷却ベース部1214の内周部分である内周上面1401aに設けられた凹部に備えられる。誘電体層1051aはリング状の形状であり、リング状の中心を絶縁碍子1042が貫通している。誘電体層1051bは、冷却ベース部1214の外周部分である外周上面1401cに設けられた凹部に備えられる。誘電体層1051bはリング状の形状であり、リング状の形状の一部において絶縁碍子1044が貫通する部分を有する。
座繰加工により静電チャック部1002の底面に凹部を設けるだけでは、シース電圧の微調性を行うことは容易ではない。静電チャック装置1201では、静電チャック部1002の上面の電場の強度の強い部分に誘電体層1051a及び誘電体層1051bを設置している。
静電チャック部1002を上方から下に向かってみたときに静電チャック部1002と誘電体層1051a及び誘電体層1051bとが重なる部分は、静電チャック部1002と誘電体層1051a及び誘電体層1051bとが重ならない部分に比べ静電容量が小さくなる。このため、静電チャック部1002の上面において静電チャック部1002を上方から下に向かってみたときに誘電体層1051a及び誘電体層1051bと重なる部分の上方のシース電圧が下がり、静電チャック部1002の上面のエッチング速度及びエッチングの方向が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
静電チャック部1002を上方から下に向かってみたときに静電チャック部1002と誘電体層1051a及び誘電体層1051bとが重なる部分は、静電チャック部1002と誘電体層1051a及び誘電体層1051bとが重ならない部分に比べ静電容量が小さくなる。このため、静電チャック部1002の上面において静電チャック部1002を上方から下に向かってみたときに誘電体層1051a及び誘電体層1051bと重なる部分の上方のシース電圧が下がり、静電チャック部1002の上面のエッチング速度及びエッチングの方向が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
(まとめ)
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置1201では、誘電体層1051a及び誘電体層1051bは、静電チャック部1002と冷却ベース部1214との間に設けられる。
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置1201では、誘電体層1051a及び誘電体層1051bは、静電チャック部1002と冷却ベース部1214との間に設けられる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1201では、静電チャック部1002の上面の電場の強度の強い部分に誘電体層1051a及び誘電体層1051bを備えることにより、静電チャック部1002の上面のエッチング速度及びエッチングの方向が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
(第8の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第8の実施形態について詳しく説明する。
上記第6の実施形態では、静電チャック装置が、絶縁接着層の側に凹部を有する静電チャック部を備え、エッチング速度が不均一になってしまうことを軽減する場合について説明をした。本実施形態では、絶縁接着層の厚みが、静電チャック部を上方から下に向かってみたときに構造物設置面と重なる部分の方が、静電チャック部の凹部と重なる部分よりも厚い場合について説明をする。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置1301と示す。
以下、図面を参照しながら本発明の第8の実施形態について詳しく説明する。
上記第6の実施形態では、静電チャック装置が、絶縁接着層の側に凹部を有する静電チャック部を備え、エッチング速度が不均一になってしまうことを軽減する場合について説明をした。本実施形態では、絶縁接着層の厚みが、静電チャック部を上方から下に向かってみたときに構造物設置面と重なる部分の方が、静電チャック部の凹部と重なる部分よりも厚い場合について説明をする。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置1301と示す。
図21は、本実施形態に係る静電チャック装置1301の一例を示す断面図である。静電チャック装置1301は、静電チャック部1002と、絶縁接着層1313と、冷却ベース部1314とを備える。
本実施形態に係る静電チャック装置1301(図21)と第6の実施形態に係る静電チャック装置1001(図18)とを比較すると、絶縁接着層1313及び冷却ベース部1314の形状が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第6の実施形態と同じである。
第6の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第8の実施形態では、第6の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態に係る静電チャック装置1301(図21)と第6の実施形態に係る静電チャック装置1001(図18)とを比較すると、絶縁接着層1313及び冷却ベース部1314の形状が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第6の実施形態と同じである。
第6の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第8の実施形態では、第6の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
冷却ベース部1314は、上面として内周上面1401aと、斜面1431bと、外周上面1431cとを有している。斜面1431bは、内周上面1401aと外周上面1431cとを接続する斜面である。ここで、外周上面1431cは、第6の実施形態に係る静電チャック装置1001(図18)の外周上面1401cに比べ上下方向の高さが低い。
外周上面1431cの高さが低いことに応じて、静電チャック部1002と冷却ベース部1314とを接着する絶縁接着層1313は、接着面1021dと接する部分の厚みよりも、外周部接着面1021fと接する部分の厚みの方が大きい。つまり、接着面1021dと冷却ベース部1314との間における絶縁接着層1313の厚みよりも、構造物設置面1021cに対応する位置における絶縁接着層1313の厚みの方が大きい。接着面斜面1021eの内角度A1よりも、斜面1431bの内角度A3の方が小さい。また、接着面斜面1021eの内角度A2よりも、斜面1431bの内角度A4の方が大きい。
外周上面1431cの高さが低いことに応じて、静電チャック部1002と冷却ベース部1314とを接着する絶縁接着層1313は、接着面1021dと接する部分の厚みよりも、外周部接着面1021fと接する部分の厚みの方が大きい。つまり、接着面1021dと冷却ベース部1314との間における絶縁接着層1313の厚みよりも、構造物設置面1021cに対応する位置における絶縁接着層1313の厚みの方が大きい。接着面斜面1021eの内角度A1よりも、斜面1431bの内角度A3の方が小さい。また、接着面斜面1021eの内角度A2よりも、斜面1431bの内角度A4の方が大きい。
静電チャック装置1301では、構造物設置面1021cに対応する位置における絶縁接着層1313の厚みを厚くすることにより、構造物設置面1021cに対応する位置における絶縁接着層1313に加わる応力を緩和することができ、絶縁接着層1313の剥離や静電チャック部1002の変形を抑制することができる。また、静電チャック装置1301では、接着工程において接着剤の流れがよくなり、絶縁接着層1313の厚さが不均一になってしまうことを低減することができる。また、静電チャック装置1301では、試料載置面1021aに載置される試料の温度を高くし、FRの温度を高くすることができ、構造物設置面1021c上における反応ガスの再析出を軽減することができる。
(まとめ)
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置1301では、第1の凹部の底面(接着面1021d)と冷却ベース部1314との間における接着層(絶縁接着層1313)の厚みよりも、構造物設置面1021cに対応する位置における接着層(絶縁接着層1313)の厚みの方が大きい。
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置1301では、第1の凹部の底面(接着面1021d)と冷却ベース部1314との間における接着層(絶縁接着層1313)の厚みよりも、構造物設置面1021cに対応する位置における接着層(絶縁接着層1313)の厚みの方が大きい。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1301では、外周部の接着層(絶縁接着層1313)を厚くすることにより、外周部の接着層(絶縁接着層1313)に加わる応力を緩和することができ、接着層(絶縁接着層1313)の剥離や静電チャック部1002の変形を抑制することができる。また、静電チャック装置1301では、接着工程において接着剤の流れがよくなり、接着層(絶縁接着層1313)の厚さが不均一になってしまうことを低減することができる。また、静電チャック装置1301では、試料載置面1021aに載置される試料の温度を高くし、FRの温度を高くすることができ、構造物設置面1021c上における反応ガスの再析出を軽減することができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置1301では、高周波電源の数を増やすことなく、ウエハの面内のエッチングが不均一になってしまうことを軽減することができる。
また、本実施形態に係る静電チャック装置1301では、静電チャック部1002の第1の凹部の外周の斜面(接着面斜面1021e)の内角度A1よりも、冷却ベース部1314の第1の凸部の斜面(斜面1431b)の内角度A3の方が小さい。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1301では、接着工程において接着剤の流れがよくなり、接着層(絶縁接着層1313)の厚さが不均一になってしまうことを低減することができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置1301では、高周波電源の数を増やすことなく、ウエハの面内のエッチングが不均一になってしまうことを軽減することができる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1301では、接着工程において接着剤の流れがよくなり、接着層(絶縁接着層1313)の厚さが不均一になってしまうことを低減することができる。このため、本実施形態に係る静電チャック装置1301では、高周波電源の数を増やすことなく、ウエハの面内のエッチングが不均一になってしまうことを軽減することができる。
(第9の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第9の実施形態について詳しく説明する。
上記第6の実施形態では、静電チャック装置が、絶縁接着層の側に凹部を有する静電チャック部を備え、エッチング速度が不均一になってしまうことを軽減する場合について説明をした。本実施形態では、静電チャック装置が静電チャック部と冷却ベース部との間に、試料搭載面調整電極を有し、高周波発生用電源の加速電圧を調整する場合について説明をする。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置1401と示す。
以下、図面を参照しながら本発明の第9の実施形態について詳しく説明する。
上記第6の実施形態では、静電チャック装置が、絶縁接着層の側に凹部を有する静電チャック部を備え、エッチング速度が不均一になってしまうことを軽減する場合について説明をした。本実施形態では、静電チャック装置が静電チャック部と冷却ベース部との間に、試料搭載面調整電極を有し、高周波発生用電源の加速電圧を調整する場合について説明をする。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置1401と示す。
図22は、本実施形態に係る静電チャック装置1401の一例を示す断面図である。静電チャック装置1401は、静電チャック部1412と、絶縁接着層1413と、冷却ベース部1414とを備える。
本実施形態に係る静電チャック装置1401(図22)と第6の実施形態に係る静電チャック装置1001(図18)とを比較すると、本実施形態に係る静電チャック装置1401(図22)は、試料搭載面調整電極1061a及び構造物設置面調整電極1062aを有している点が異なる。
ここで、他の構成要素が持つ機能は第6の実施形態と同じである。第6の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第9の実施形態では、第6の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態に係る静電チャック装置1401(図22)と第6の実施形態に係る静電チャック装置1001(図18)とを比較すると、本実施形態に係る静電チャック装置1401(図22)は、試料搭載面調整電極1061a及び構造物設置面調整電極1062aを有している点が異なる。
ここで、他の構成要素が持つ機能は第6の実施形態と同じである。第6の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第9の実施形態では、第6の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
試料搭載面調整電極1061aは、静電チャック部1412と絶縁接着層1413との間に備えられる。つまり、試料搭載面調整電極1061aは、静電チャック部1412と冷却ベース部1414との間に備えられる。試料搭載面調整電極1061aは、静電チャック部1412を上方から下に向かってみたときに、静電チャック部1412の円板の内周部の接着面1021dと重なる部分に備えられる。試料搭載面調整電極1061aは、円板状の電極である。
構造物設置面調整電極1062aは、絶縁接着層1413と冷却ベース部1414との間に備えられる。構造物設置面調整電極1062aは、静電チャック部1412を上方から下に向かってみたときに、静電チャック部1412の円板の外周部の外周部接着面1021fと重なる部分に備えられる。
構造物設置面調整電極1062aは、リング状の電極である。構造物設置面調整電極1062aは、ウエハ静電吸着用電極1023と、FR静電吸着用第1電極1026と、FR静電吸着用第2電極1028と電気的に絶縁されている。構造物設置面調整電極1062aは、導電性接着層1032がZ軸の方向に貫通する部分を有する。
試料搭載面調整電極1061aは、取出電極端子1047に接合される。試料搭載面調整電極1061aは、円板状の電極である。
構造物設置面調整電極1062aは、絶縁接着層1413と冷却ベース部1414との間に備えられる。構造物設置面調整電極1062aは、静電チャック部1412を上方から下に向かってみたときに、静電チャック部1412の円板の外周部の外周部接着面1021fと重なる部分に備えられる。
構造物設置面調整電極1062aは、リング状の電極である。構造物設置面調整電極1062aは、ウエハ静電吸着用電極1023と、FR静電吸着用第1電極1026と、FR静電吸着用第2電極1028と電気的に絶縁されている。構造物設置面調整電極1062aは、導電性接着層1032がZ軸の方向に貫通する部分を有する。
試料搭載面調整電極1061aは、取出電極端子1047に接合される。試料搭載面調整電極1061aは、円板状の電極である。
試料搭載面調整電極1061a及び構造物設置面調整電極1062aは、例えば金属箔の電極である。構造物設置面調整電極1062aと冷却ベース部1414との間には、ポリイミドシート(不図示)を挟むことにより、構造物設置面調整電極1062aは冷却ベース部1414から絶縁される。
ポリイミドシートは、試料搭載面調整電極1061aと絶縁接着層1413との間にも挟まれてもよい。
ポリイミドシートは、試料搭載面調整電極1061aと絶縁接着層1413との間にも挟まれてもよい。
取出電極端子1047は棒状であり、試料搭載面調整電極1061aに交流電圧を印加するように構成されている。取出電極端子1047は、試料搭載面調整電極1061aに直接接続されている。
取出電極端子1047は、スイッチSW1001の制御端子に接続されている。スイッチSW1001が第1端子SW1011に接続された場合、取出電極端子1047は、LC共振回路LC1001に接続される。取出電極端子1047は、LC共振回路LC1001を通じてアースC1015により接地される。
LC共振回路LC1001は、可変コンダクタC1013と、コンデンサC1014とを備える。可変コンダクタC1013と、コンデンサC1014とは直列に接続されている。スイッチSW1001が第1端子SW1011に接続された場合、取出電極端子1047は可変コンダクタC1013に接続される。
スイッチSW1001が第2端子SW1012に接続された場合、取出電極端子1047は、マッチングボックスC1010を通じて、高周波電源C1011に接続される。取出電極端子1047は、マッチングボックスC1010及び高周波電源C1011を通じてアースC1012により接地される。
不図示の制御回路は、スイッチSW1001が第1端子SW1011に接続されるか、第2端子SW1012に接続されるかを切り替える。
取出電極端子1047は、スイッチSW1001の制御端子に接続されている。スイッチSW1001が第1端子SW1011に接続された場合、取出電極端子1047は、LC共振回路LC1001に接続される。取出電極端子1047は、LC共振回路LC1001を通じてアースC1015により接地される。
LC共振回路LC1001は、可変コンダクタC1013と、コンデンサC1014とを備える。可変コンダクタC1013と、コンデンサC1014とは直列に接続されている。スイッチSW1001が第1端子SW1011に接続された場合、取出電極端子1047は可変コンダクタC1013に接続される。
スイッチSW1001が第2端子SW1012に接続された場合、取出電極端子1047は、マッチングボックスC1010を通じて、高周波電源C1011に接続される。取出電極端子1047は、マッチングボックスC1010及び高周波電源C1011を通じてアースC1012により接地される。
不図示の制御回路は、スイッチSW1001が第1端子SW1011に接続されるか、第2端子SW1012に接続されるかを切り替える。
スイッチSW1001が第1端子SW1011に接続された場合、不図示の制御回路は、LC共振回路LC1001のL成分を調整することにより試料搭載面調整電極1061aの電圧の大きさを可変に制御する。
冷却ベース部1414に流れるRF(Radio Frequency)電流は、可変コンダクタC1013及びコンデンサC1014を介して流れるため、静電チャック装置1401は、冷却ベース部1414を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極1061aと重なる部分のRF加速電圧を下げることができる。
冷却ベース部1414を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極1061aと重なる部分のRF加速電圧が下がるため、試料載置面1021aにおいて静電チャック部1412を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極1061aと重なる部分の上方のシース電圧が下がり、試料載置面1021a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
冷却ベース部1414に流れるRF(Radio Frequency)電流は、可変コンダクタC1013及びコンデンサC1014を介して流れるため、静電チャック装置1401は、冷却ベース部1414を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極1061aと重なる部分のRF加速電圧を下げることができる。
冷却ベース部1414を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極1061aと重なる部分のRF加速電圧が下がるため、試料載置面1021aにおいて静電チャック部1412を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極1061aと重なる部分の上方のシース電圧が下がり、試料載置面1021a上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
スイッチSW1001が第2端子SW1012に接続された場合、不図示の制御回路は、高周波電源C1011の電圧の大きさを可変に制御する。
マッチングボックスC1010は、コンデンサとコイルを含む。マッチングボックスC1010は、インピーダンス整合器であり、入力側の高周波電源C1011と、出力側の試料搭載面調整電極1061aとのインピーダンスを整合させる。
本実施形態においては、高周波電源C1011及びLC共振回路LC1001が静電チャック装置1401に備えられる場合について説明をしたが、静電チャック装置1401はLC共振回路LC1001を備えていなくてもよい。その場合、取出電極端子1047は、スイッチSW1001を介さずにマッチングボックスC1010に接続される。また、本実施形態においては、高周波電源C1017及びLC共振回路LC1002が静電チャック装置1401に備えられる場合について説明をしたが、静電チャック装置1401はLC共振回路LC1002を備えていなくてもよい。その場合、取出電極端子1049は、スイッチSW1002を介さずにマッチングボックスC1016に接続される。
マッチングボックスC1010は、コンデンサとコイルを含む。マッチングボックスC1010は、インピーダンス整合器であり、入力側の高周波電源C1011と、出力側の試料搭載面調整電極1061aとのインピーダンスを整合させる。
本実施形態においては、高周波電源C1011及びLC共振回路LC1001が静電チャック装置1401に備えられる場合について説明をしたが、静電チャック装置1401はLC共振回路LC1001を備えていなくてもよい。その場合、取出電極端子1047は、スイッチSW1001を介さずにマッチングボックスC1010に接続される。また、本実施形態においては、高周波電源C1017及びLC共振回路LC1002が静電チャック装置1401に備えられる場合について説明をしたが、静電チャック装置1401はLC共振回路LC1002を備えていなくてもよい。その場合、取出電極端子1049は、スイッチSW1002を介さずにマッチングボックスC1016に接続される。
取出電極端子1049は棒状であり、構造物設置面1021cに交流電圧を印加するように構成されている。取出電極端子1049は、構造物設置面調整電極1062aに直接接続されている。取出電極端子1049と構造物設置面調整電極1062aとは同じ材質であることが好ましい。
取出電極端子1049は、スイッチSW1002の制御端子に接続されている。スイッチSW1002が第1端子SW1021に接続された場合、取出電極端子1049は、LC共振回路LC1002に接続される。取出電極端子1049は、LC共振回路LC1002を通じてアースC1021により接地される。
LC共振回路LC1002は、可変コンダクタC1019と、コンデンサC1020とを備える。可変コンダクタC1019と、コンデンサC1020とは直列に接続されている。スイッチSW1002が第1端子SW1021に接続された場合、取出電極端子1049は可変コンダクタC1019に接続される。
スイッチSW1002が第2端子SW1022に接続された場合、取出電極端子1049は、マッチングボックスC1016を通じて、高周波電源C1017に接続される。取出電極端子1049は、マッチングボックスC1016及び高周波電源C1017を通じて、アースC1018により接地される。
不図示の制御回路は、スイッチSW1002が第1端子SW1021に接続されるか、第2端子SW1022に接続されるかを切り替える。
取出電極端子1049は、スイッチSW1002の制御端子に接続されている。スイッチSW1002が第1端子SW1021に接続された場合、取出電極端子1049は、LC共振回路LC1002に接続される。取出電極端子1049は、LC共振回路LC1002を通じてアースC1021により接地される。
LC共振回路LC1002は、可変コンダクタC1019と、コンデンサC1020とを備える。可変コンダクタC1019と、コンデンサC1020とは直列に接続されている。スイッチSW1002が第1端子SW1021に接続された場合、取出電極端子1049は可変コンダクタC1019に接続される。
スイッチSW1002が第2端子SW1022に接続された場合、取出電極端子1049は、マッチングボックスC1016を通じて、高周波電源C1017に接続される。取出電極端子1049は、マッチングボックスC1016及び高周波電源C1017を通じて、アースC1018により接地される。
不図示の制御回路は、スイッチSW1002が第1端子SW1021に接続されるか、第2端子SW1022に接続されるかを切り替える。
スイッチSW1002が第1端子SW1021に接続された場合、不図示の制御回路は、LC共振回路LC1002のL成分を調整することにより構造物設置面調整電極1062aの電圧の大きさを可変に制御する。
冷却ベース部1414に流れるRF電流は、可変コンダクタC1019及びコンデンサC1020を介して流れるため、静電チャック装置1401は、冷却ベース部1414を上方から下に向かってみたときに構造物設置面調整電極1062aと重なる部分のRF加速電圧を下げることができる。
冷却ベース部1414を上方から下に向かってみたときに構造物設置面調整電極1062aと重なる部分のRF加速電圧が下がるため、構造物設置面1021cにおいて静電チャック部1412を上方から下に向かってみたときに構造物設置面調整電極1062aと重なる部分の上方のシース電圧が下がり、構造物設置面1021c上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
冷却ベース部1414に流れるRF電流は、可変コンダクタC1019及びコンデンサC1020を介して流れるため、静電チャック装置1401は、冷却ベース部1414を上方から下に向かってみたときに構造物設置面調整電極1062aと重なる部分のRF加速電圧を下げることができる。
冷却ベース部1414を上方から下に向かってみたときに構造物設置面調整電極1062aと重なる部分のRF加速電圧が下がるため、構造物設置面1021cにおいて静電チャック部1412を上方から下に向かってみたときに構造物設置面調整電極1062aと重なる部分の上方のシース電圧が下がり、構造物設置面1021c上のエッチング速度が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
スイッチSW1002が第2端子SW1022に接続された場合、不図示の制御回路は、高周波電源C1017の電圧の大きさを可変に制御する。
マッチングボックスC1016は、コンデンサとコイルを含む。マッチングボックスC1016は、インピーダンス整合器であり、入力側の高周波電源C1017と、出力側の構造物設置面調整電極1062aとのインピーダンスを整合させる。
マッチングボックスC1016は、コンデンサとコイルを含む。マッチングボックスC1016は、インピーダンス整合器であり、入力側の高周波電源C1017と、出力側の構造物設置面調整電極1062aとのインピーダンスを整合させる。
試料搭載面調整電極1061aが、静電チャック部1412を上方から下に向かってみたときに、静電チャック部1412の円板の内周部の接着面1021dと重なる部分に備えられるため、静電チャック部1412では、ウエハ静電吸着用電極ピン1025は、接着面1021dの外周側の試料搭載面調整電極1061aと重ならない部分において備えられる。
絶縁接着層1413では、接着面1021dと接する面の内周部分において取出電極端子1047が貫通している。導電性接着層1034は、取出電極端子1047と重ならないように接着面1021dと接する面の外周部分に備えられる。
冷却ベース部1414は、取出電極端子1041、取出電極端子1043及び取出電極端子1045に加えて、取出電極端子1047及び取出電極端子1049を有する。取出電極端子1047は、冷却ベース部1414の内周上面1401aの内周部を貫通して備えられる。取出電極端子1049は、外周上面1401cの内周部分を貫通して備えられる。取出電極端子1041は、取出電極端子1047と重ならないよう、内周上面1401aの外周部分において冷却ベース部1414を貫通して備えられる。
取出電極端子1047は、絶縁碍子1048により覆われている。取出電極端子1049は、絶縁碍子1050により覆われている。冷却ベース部1414は、絶縁碍子1048及び絶縁碍子1050の周囲を覆って形成される。取出電極端子1047は、絶縁碍子1048により、金属製の冷却ベース部1414に対し絶縁されている。取出電極端子1049は、絶縁碍子1050により、金属製の冷却ベース部1414に対し絶縁されている。
取出電極端子1047は、絶縁碍子1048により覆われている。取出電極端子1049は、絶縁碍子1050により覆われている。冷却ベース部1414は、絶縁碍子1048及び絶縁碍子1050の周囲を覆って形成される。取出電極端子1047は、絶縁碍子1048により、金属製の冷却ベース部1414に対し絶縁されている。取出電極端子1049は、絶縁碍子1050により、金属製の冷却ベース部1414に対し絶縁されている。
(まとめ)
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置1401は、静電チャック部1412と冷却ベース部1414との間に、RF印加またはLC成分の電極層(試料搭載面調整電極1061a及び構造物設置面調整電極1062a)を備える。
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置1401は、静電チャック部1412と冷却ベース部1414との間に、RF印加またはLC成分の電極層(試料搭載面調整電極1061a及び構造物設置面調整電極1062a)を備える。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1401では、シース電圧を上げ下げすることにより調整することができるため、静電チャック部1412上のエッチング速度及びエッチング方向が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
(第10の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第10の実施形態について詳しく説明する。
上記第9の実施形態では、静電チャック装置が静電チャック部と冷却ベース部との間に、試料搭載面調整電極を有し、高周波発生用電源の加速電圧を調整する場合について説明をした。本実施形態では、1以上の試料搭載面高周波電極が静電チャック部と金属性ベースを接続する有機材料部の内部に配置される場合について説明する。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置1501と示す。
以下、図面を参照しながら本発明の第10の実施形態について詳しく説明する。
上記第9の実施形態では、静電チャック装置が静電チャック部と冷却ベース部との間に、試料搭載面調整電極を有し、高周波発生用電源の加速電圧を調整する場合について説明をした。本実施形態では、1以上の試料搭載面高周波電極が静電チャック部と金属性ベースを接続する有機材料部の内部に配置される場合について説明する。
本実施形態に係る静電チャック装置を静電チャック装置1501と示す。
図23は、本実施形態に係る静電チャック装置1501の一例を示す断面図である。静電チャック装置1501は、静電チャック部1412と、有機材料部1513と、金属性ベース1514とを備える。
本実施形態に係る静電チャック装置1501(図23)と第9の実施形態に係る静電チャック装置1401(図22)とを比較すると、有機材料部1513と、金属性ベース1514が備えられ、試料搭載面調整電極1071aが有機材料部1513の内部に備えられている点が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第9の実施形態と同じである。第9の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第10の実施形態では、第9の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態に係る静電チャック装置1501(図23)と第9の実施形態に係る静電チャック装置1401(図22)とを比較すると、有機材料部1513と、金属性ベース1514が備えられ、試料搭載面調整電極1071aが有機材料部1513の内部に備えられている点が異なる。ここで、他の構成要素が持つ機能は第9の実施形態と同じである。第9の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第10の実施形態では、第9の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
有機材料部1513は、静電チャック部1412と金属性ベース1514との間に備えられる。有機材料部1513は、導電性接着層1032、導電性接着層1033及び導電性接着層1034に加えて、試料搭載面調整電極1071aを内部に有する。取出電極端子1547は、有機材料部1513を貫通し試料搭載面調整電極1071aに接続される。取出電極端子1547と試料搭載面調整電極1071aとは同じ材質であることが好ましい。有機材料部1513は、試料搭載面調整電極1071a及び取出電極端子1547の周囲を覆って形成される。
試料搭載面調整電極1071aは、有機材料部1513の内部の有機材料部1513を上方から下に向かってみたときに内周上面1401aと重なる部分の内周部分において備えられる。
試料搭載面調整電極1071aは、有機材料部1513の内部の有機材料部1513を上方から下に向かってみたときに内周上面1401aと重なる部分の内周部分において備えられる。
試料搭載面調整電極1071aは、有機材料部1513に設けられる。試料搭載面調整電極1071aは、円板状の薄膜電極である。試料搭載面調整電極1071aは、例えば金属箔の電極である。試料搭載面調整電極1071aは、有機材料部1513の内部に設けられることにより金属性ベース1514から絶縁される。
試料搭載面調整電極1071aを静電チャック部1412の内部に備える場合に比べ、試料搭載面調整電極1071aを有機材料部1513に備える場合の方が、試料搭載面調整電極1071aの製造は容易である。また、試料搭載面調整電極1071aを静電チャック部1412の内部に備える場合に比べ、試料搭載面調整電極1071aを有機材料部1513に備える場合の方が、静電チャック部1412の厚さを薄くすることができる。
取出電極端子1547は棒状であり、試料搭載面調整電極1071aに高周波電圧を印加するように構成されている。取出電極端子1547は、試料搭載面調整電極1071aに直接接続されている。取出電極端子1547は、スイッチSW1001の制御端子に接続されている。
静電チャック装置1501は、試料搭載面調整電極1071aに高周波電圧を印加することにより、試料載置面1021aにおいて静電チャック部1412を上方から下に向かってみたときに試料搭載面調整電極1071aと重なる部分の上方のシース電圧を下げ、試料載置面1021a上のエッチング速度及びエッチング方向が不均一になってしまうことを軽減させることができる。
本実施形態においては、一例として試料搭載面調整電極1071aが有機材料部1513の内部に1つ備えられる場合について説明したが、試料搭載面調整電極は、有機材料部1513の内部に複数備えられてもよい。試料搭載面調整電極が、有機材料部1513の内部に複数備えられる場合、複数の試料搭載面調整電極は、有機材料部1513を上方から下に向かってみた場合に内周上面1401aと重なる部分において、複数の試料搭載面調整電極が互いに重ならないように備えられる。複数の試料搭載面調整電極の形状は、円板状またはリング状であり、円板状またはリング状を組み合わせてもよい。
(まとめ)
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置1501は、静電チャック部1412と、金属性ベース1514と、有機材料部1513と、RF電圧印加用またはLC調整用の1以上の第7の電極(試料搭載面調整電極1071a)とを備える。
金属性ベース1514は、静電チャック部1412に対し試料載置面1021aとは反対側に載置されRF電圧を印加することが可能である。
有機材料部1513は、静電チャック部1412と金属性ベース1514との間に配置される。
RF電圧印加用またはLC調整用の1以上の第7の電極(試料搭載面調整電極1071a)は有機材料部1513に設けられる。
以上に説明したように、本実施形態に係る静電チャック装置1501は、静電チャック部1412と、金属性ベース1514と、有機材料部1513と、RF電圧印加用またはLC調整用の1以上の第7の電極(試料搭載面調整電極1071a)とを備える。
金属性ベース1514は、静電チャック部1412に対し試料載置面1021aとは反対側に載置されRF電圧を印加することが可能である。
有機材料部1513は、静電チャック部1412と金属性ベース1514との間に配置される。
RF電圧印加用またはLC調整用の1以上の第7の電極(試料搭載面調整電極1071a)は有機材料部1513に設けられる。
この構成により、本実施形態に係る静電チャック装置1501では、シース電圧を下げることができるため、静電チャック部1412上のエッチング速度及びエッチング方向が不均一になってしまうことを軽減させることができる。また、静電チャック装置1501では、高周波用の第5の電極(試料搭載面調整電極1071a)の製造及び設置を容易にすることができる。また、静電チャック装置1501では、静電チャック部1412の厚さを薄くすることができる。また、静電チャック装置1501では、金属性ベース1514に高周波のバイアス電圧用のRF電流を印加することができる。
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
ウエハの面内のエッチングが不均一になってしまうことを軽減することができる。
1、201、301、302、303、401、402、501 静電チャック装置
2、212、312、322、332、412、422、512 静電チャック部
3、213、313、323、333、413,423 絶縁接着層
4、214、314、324、334、414,424、514 冷却ベース部
21a 試料載置面
21b 構造物設置面
21c、21d、21e 接着面
22 載置板
23、23a、23b ウエハ静電吸着用電極(第1の電極)
24、224 支持板
25 ウエハ静電吸着用電極ピン
26 FR静電吸着用第1電極(第3の電極)
27 FR静電吸着用第1電極ピン
28 FR静電吸着用第2電極(第3の電極)
29 FR静電吸着用第2電極ピン
31、32、33 導電性接着層
513 有機材料部
41、43、45、47、547 取出電極端子
42、44、46、48 絶縁碍子
51 誘電体層
61a、62a、63a 試料搭載面調整電極(第2の電極)
61b 試料搭載面調整電極用電極ピン
61c、71c 導電性接合層
71a、72a 搭載面調整電極(第4の電極)
71b FR搭載面調整電極用電極ピン
81a 試料搭載面高周波電極(第5の電極)
C1、C13、C19、C22 マッチングボックス
C2、C14、C20、C23 高周波電源
C3、C5、C7、C9、C12、C15、C18、C21、C24 アース
C4、C6、C8 可変型直流電源
C10、C16 可変コンダクタ
C11、C17 コンデンサ
LC1、LC2 共振回路
SW1、SW2 スイッチ
SW11、SW21 第1端子
SW12、SW22 第2端子
1001、1201、1301、1401、1501 静電チャック装置
1002、1212、1312、1412 静電チャック部
1003、1313、1413 絶縁接着層
1513 有機材料部
1004、1214、1314、1414 冷却ベース部
1514 金属性ベース
1021a 試料載置面
1021b 静電チャック上面斜面
1021c 構造物設置面
1021d 接着面
1021e 接着面斜面
1021f 外周部接着面
1022 載置板
1023 ウエハ静電吸着用電極(第6の電極)
1024 支持板
1025 ウエハ静電吸着用電極ピン
1026 FR静電吸着用第1電極
1027 FR静電吸着用第1電極ピン
1028 FR静電吸着用第2電極
1029 FR静電吸着用第2電極ピン
1031、1032、1033、1034 導電性接着層
1041、1043、1045、1049、1547 取出電極端子
1042、1044、1046、1048、1050 絶縁碍子
1051a、1051b 誘電体層
1061a、1071a 試料搭載面調整電極(第7の電極)
1062a、1072a 構造物設置面調整電極
1401a 内周上面
1401b、1431b 斜面
1401c、1431c 外周上面
A1、A2、A3、A4 内角度
C1001、C1003、C1005 可変型直流電源
C1002、C1004、C1006、C1009、C1012、C1015、C1018、C1021 アース
C1013、C1019 可変コンダクタ
C1014、C1020 コンデンサ
C1007、C1010、C1016 マッチングボックス
C1008、C1011、C1017 高周波電源
LC1001、LC1002 共振回路
SW1001、SW1002 スイッチ
SW1011、SW1021 第1端子
SW1012、SW1022 第2端子
2、212、312、322、332、412、422、512 静電チャック部
3、213、313、323、333、413,423 絶縁接着層
4、214、314、324、334、414,424、514 冷却ベース部
21a 試料載置面
21b 構造物設置面
21c、21d、21e 接着面
22 載置板
23、23a、23b ウエハ静電吸着用電極(第1の電極)
24、224 支持板
25 ウエハ静電吸着用電極ピン
26 FR静電吸着用第1電極(第3の電極)
27 FR静電吸着用第1電極ピン
28 FR静電吸着用第2電極(第3の電極)
29 FR静電吸着用第2電極ピン
31、32、33 導電性接着層
513 有機材料部
41、43、45、47、547 取出電極端子
42、44、46、48 絶縁碍子
51 誘電体層
61a、62a、63a 試料搭載面調整電極(第2の電極)
61b 試料搭載面調整電極用電極ピン
61c、71c 導電性接合層
71a、72a 搭載面調整電極(第4の電極)
71b FR搭載面調整電極用電極ピン
81a 試料搭載面高周波電極(第5の電極)
C1、C13、C19、C22 マッチングボックス
C2、C14、C20、C23 高周波電源
C3、C5、C7、C9、C12、C15、C18、C21、C24 アース
C4、C6、C8 可変型直流電源
C10、C16 可変コンダクタ
C11、C17 コンデンサ
LC1、LC2 共振回路
SW1、SW2 スイッチ
SW11、SW21 第1端子
SW12、SW22 第2端子
1001、1201、1301、1401、1501 静電チャック装置
1002、1212、1312、1412 静電チャック部
1003、1313、1413 絶縁接着層
1513 有機材料部
1004、1214、1314、1414 冷却ベース部
1514 金属性ベース
1021a 試料載置面
1021b 静電チャック上面斜面
1021c 構造物設置面
1021d 接着面
1021e 接着面斜面
1021f 外周部接着面
1022 載置板
1023 ウエハ静電吸着用電極(第6の電極)
1024 支持板
1025 ウエハ静電吸着用電極ピン
1026 FR静電吸着用第1電極
1027 FR静電吸着用第1電極ピン
1028 FR静電吸着用第2電極
1029 FR静電吸着用第2電極ピン
1031、1032、1033、1034 導電性接着層
1041、1043、1045、1049、1547 取出電極端子
1042、1044、1046、1048、1050 絶縁碍子
1051a、1051b 誘電体層
1061a、1071a 試料搭載面調整電極(第7の電極)
1062a、1072a 構造物設置面調整電極
1401a 内周上面
1401b、1431b 斜面
1401c、1431c 外周上面
A1、A2、A3、A4 内角度
C1001、C1003、C1005 可変型直流電源
C1002、C1004、C1006、C1009、C1012、C1015、C1018、C1021 アース
C1013、C1019 可変コンダクタ
C1014、C1020 コンデンサ
C1007、C1010、C1016 マッチングボックス
C1008、C1011、C1017 高周波電源
LC1001、LC1002 共振回路
SW1001、SW1002 スイッチ
SW1011、SW1021 第1端子
SW1012、SW1022 第2端子
Claims (29)
- 試料を載置する試料載置面を有するとともに静電吸着用の第1の電極を有する静電チャック部と、
前記静電チャック部に対し前記試料載置面とは反対側に載置され前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、
前記静電チャック部と前記冷却ベース部とを接着する接着層と、を備え、
前記静電チャック部は、前記接着層の側に凹凸を有しており、
前記第1の電極の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い、静電チャック装置。 - 試料を載置する試料載置面を有するとともに静電吸着用の第1の電極を有する静電チャック部と、
前記静電チャック部に対し前記試料載置面とは反対側に載置され前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、
前記静電チャック部と前記冷却ベース部とを接着する接着層と、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に設けられた誘電体層とを備え、
前記第1の電極の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い、静電チャック装置。 - 前記誘電体層における誘電体の誘電率は、前記静電チャック部の誘電率よりも小さい、
請求項2に記載の静電チャック装置。 - 試料を載置する試料載置面を有するとともに静電吸着用の第1の電極を有する静電チャック部と、
前記静電チャック部に対し前記試料載置面とは反対側に載置され前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、前記静電チャック部と前記冷却ベース部とを接着する接着層と、を備え、前記第1の電極と前記冷却ベース部との間に、第2の電極を有しており、前記第1の電極の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い、静電チャック装置。 - 前記第2の電極は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスを介して高周波電源に接続される、または、可変のコンダクタを介して接地される、
請求項4に記載の静電チャック装置。 - 前記第2の電極の面抵抗値は、前記第1の電極の面抵抗値よりも低い、請求項4または請求項5のいずれか1項に記載の静電チャック装置。
- 前記第2の電極は、前記静電チャック部の内部、または、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に、備えられる、
請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の静電チャック装置。 - 前記冷却ベース部は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスを介して高周波電源に接続される、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の静電チャック装置。 - 前記冷却ベース部は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスを介して高周波電源に接続され、
前記冷却ベース部が接続される前記高周波電源の第1の電圧の大きさ及び前記第1の電圧の位相と、前記第2の電極が接続される前記高周波電源の第2の電圧の大きさ及び前記第2の電圧の位相とを調整する
請求項5に記載の静電チャック装置。 - 前記第1の電極は、高周波カットフィルタを介して直流電源に接続される、
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の静電チャック装置。 - 前記静電チャック部は、前記試料載置面の周囲であって前記試料載置面よりも凹んでいる凹部に、前記試料載置面の周囲を囲む円環状の構造物を設置する構造物設置面を有する、
請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の静電チャック装置。 - 前記構造物設置面と前記冷却ベース部との間に、静電吸着用の第3の電極を有する、
請求項11に記載の静電チャック装置。 - 前記第3の電極の面抵抗値が1.0Ω/□よりも高く1.0×1010Ω/□よりも低い、
請求項12に記載の静電チャック装置。 - 前記構造物設置面と前記冷却ベース部との間に、第4の電極を有しており、
前記第4の電極は、コンデンサとコイルを含むマッチングボックスを介して高周波電源に接続される、または、可変のコンダクタを介して接地される、
請求項11から請求項13のいずれか1項に記載の静電チャック装置。 - 前記第4の電極は、前記静電チャック部の内部、または、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に、備えられる、請求項14に記載の静電チャック装置。
- 前記第4の電極は、前記試料載置面に平行な方向について、前記試料載置面と前記構造物設置面とを跨ぐ、請求項14または請求項15に記載の静電チャック装置。
- 前記第4の電極は、複数ある、請求項14から請求項16のいずれか1項に記載の静電チャック装置。
- 試料を載置する試料載置面を有するとともに静電吸着用の第1の電極を有する静電チャック部と、
前記静電チャック部に対し前記試料載置面とは反対側に載置され前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、
前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に配置される有機材料部と、前記有機材料部内に設けられる高周波用の単数もしくは複数の第5の電極と、を備える、静電チャック装置。 - 試料を載置する試料載置面を有するとともに静電吸着用の第6の電極を有する静電チャック部と、
前記静電チャック部に対し前記試料載置面とは反対側に載置され前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、
前記静電チャック部と前記冷却ベース部とを接着する接着層と、を備え、
前記静電チャック部は、前記接着層の側に第1の凹部を有しており、
前記静電チャック部の前記第1の凹部の外周は、斜面となっており、
前記冷却ベース部は、前記静電チャック部の前記第1の凹部に対応した第1の凸部を有している、
静電チャック装置。 - 前記静電チャック部は、前記試料載置面の周囲であって前記試料載置面よりも凹んでいる第2の凹部に、前記試料載置面の周囲を囲む円環状の構造物を設置する構造物設置面を有する、
請求項19に記載の静電チャック装置。 - 前記静電チャック部の前記第1の凹部の一部が、前記構造物設置面まで伸びている、
請求項20に記載の静電チャック装置。 - 前記第1の凹部の底面と前記冷却ベース部との間における前記接着層の厚みよりも、前記構造物設置面に対応する位置における前記接着層の厚みの方が大きい、
請求項20または請求項21に記載の静電チャック装置。 - 前記静電チャック部の前記第1の凹部の外周の斜面の内角度が、95度よりも大きく165度よりも小さい、
請求項19から請求項22のいずれか1項に記載の静電チャック装置。 - 前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に、誘電体層を備える、
請求項19から請求項23のいずれか1項に記載の静電チャック装置。 - 前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に、RF印加またはLC成分の電極層を備える、
請求項19から請求項24のいずれか1項に記載の静電チャック装置。 - 前記第1の電極の面抵抗値が1.0Ω/□よりも大きく1.0×1010Ω/□よりも小さく、
前記第1の電極の厚さが0.5μmよりも厚く50μmよりも薄い、
請求項19から請求項25のいずれか1項に記載の静電チャック装置。 - 前記静電チャック部の前記第1の凹部の外周の斜面の内角度よりも、前記冷却ベース部の前記第1の凸部の斜面の内角度の方が小さい、
請求項19から請求項26のいずれか1項に記載の静電チャック装置。 - 試料を載置する試料載置面を有するとともに静電吸着用の第6の電極を有する静電チャック部と、
前記静電チャック部に対し前記試料載置面とは反対側に載置されRF電圧を印加することが可能な金属性ベースと、
前記静電チャック部と前記金属性ベースとを接続する有機材料部と、
前記有機材料部に設けられるRF電圧印加用またはLC調整用の1以上の第7の電極と、を備える静電チャック装置。 - 前記静電チャック部は、酸化アルミニウム-炭化ケイ素複合焼結体、酸化アルミニウム焼結体のいずれか1つ以上からなる
請求項19から請求項28のいずれか一項に記載の静電チャック装置。
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