[发明专利]静电卡盘装置

说明书

技术领域

本发明涉及静电卡盘装置。更详细而言，本发明涉及在半导体制造工艺中的等离子体蚀刻等蚀刻处理中适合在通过静电力吸附固定半导体晶片等板状试样时使用且不会被所使用的气体腐蚀的静电卡盘装置。

本申请基于2011年3月23日在日本提出的特愿2011-064311号主张优先权，将其内容援引于本说明书中。

背景技术

近年来，在半导体制造工艺中，随着元件的高集成化及高性能化，要求微细加工技术的进一步提高。在该半导体制造工艺中，蚀刻技术也是重要的一项微细加工技术，近年来，在蚀刻技术中，能够进行高效率且大面积的微细加工的等离子体蚀刻技术成为主流。

该等离子体蚀刻技术为干式蚀刻技术的一种。在等离子体蚀刻技术中，在作为加工对象的固体材料上利用抗蚀剂形成掩模图案，在真空中支撑该固体材料，在该状态下向真空中导入反应性气体，通过对该反应性气体施加高频的电场而产生被加速的电子与气体分子碰撞而成的等离子体状态，使由该等离子体产生的自由基(游离自由基)及离子与固体材料反应，由此，将固体材料作为反应产物除去。通过这种工艺，等离子体蚀刻技术中，在固体材料上形成微细图案。

在等离子体蚀刻装置等使用等离子体的半导体制造装置中，以往，在试样台上简单地安装、固定晶片，并且使用静电卡盘装置作为将该晶片维持在期望温度的装置。

在现有的等离子体蚀刻装置中，对固定在静电卡盘装置上的晶片照射等离子体时，该晶片的表面温度上升。为了抑制该表面温度的上升，在静电卡盘装置的冷却基部使水等冷却介质循环而从下侧冷却晶片。此时，在晶片的面内产生温度分布。例如，在晶片的中心部温度变高，在边缘部温度变低。另外，由于等离子体蚀刻装置的结构、方式不同等而使晶片的面内温度分布产生差异。

因此，提出了在静电卡盘部和冷却基部之间安装有加热器构件的带加热器功能的静电卡盘装置(例如，参照专利文献1)。该带加热器功能的静电卡盘装置能够在晶片内局部地形成温度分布，因此，通过以使晶片的面内温度分布与膜堆积速度及等离子体蚀刻速度相匹配的方式设定温度，能够高效地进行在晶片上的图案形成等局部的膜形成、局部的等离子体蚀刻。

作为在静电卡盘部安装加热器的方法，有在陶瓷制的静电卡盘部内置加热器的方法；在静电卡盘部的吸附面的背面侧、即陶瓷板状体的背面通过丝网印刷法将加热器材料以预定的图案涂布并使其加热固化的方法、或者在该陶瓷板状体的背面粘贴金属箔、片状导电材料的方法等。将该内置有加热器的静电卡盘部或安装有加热器的静电卡盘部与用于冷却该静电卡盘部的冷却基部隔着有机系胶粘剂层胶粘一体化，由此得到带加热器功能的静电卡盘装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-300491号公报

发明内容

发明所要解决的问题

对于上述现有的静电卡盘装置而言，作为将静电卡盘部与冷却基部胶粘一体化的有机系胶粘剂，使用有机硅类胶粘剂。在要将该静电卡盘装置应用于多晶硅薄膜的蚀刻的情况下，存在有机硅类胶粘剂与蚀刻中使用的气体反应的问题。

因此，考虑使用丙烯酸类胶粘剂来代替有机硅类胶粘剂，但是，对于现有的丙烯酸类胶粘剂而言，肖氏硬度硬至D70以上，存在难以缓和静电卡盘部与冷却基部之间的应力的问题。另外，现有的丙烯酸类胶粘剂在固化时的收缩大，随着该固化收缩，在得到的丙烯酸类胶粘剂层中产生空隙，存在使该丙烯酸类胶粘剂层的绝缘性降低的问题。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供能够缓和静电卡盘部与冷却基部之间的应力、并且即使发生固化收缩也不会在胶粘剂层中产生空隙、也不会使该胶粘剂层的绝缘性降低的静电卡盘装置。

用于解决问题的方法

本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究，结果发现，将静电卡盘部及与其胶粘的加热构件与冷却基部隔着具有柔软性及绝缘性的丙烯酸类胶粘剂层胶粘一体化时，能够缓和静电卡盘部与冷却基部之间的应力，并且即使发生固化收缩也不会在胶粘剂层中产生空隙，也不会使该胶粘剂层的绝缘性降低，从而完成了本发明。

即，本发明的静电卡盘装置，

其具备：

具有作为用于载置板状试样的载置面的一个主面并且内置有静电吸附用内部电极的静电卡盘部；和

用于冷却上述静电卡盘部的冷却基部，

在上述静电卡盘部的上述载置面的相反侧的主面上隔着第一胶粘材料层胶粘有加热构件，

上述静电卡盘部及上述加热构件与上述冷却基部隔着具有柔软性及绝缘性的丙烯酸类胶粘剂层胶粘一体化。