[發明專利]靜電卡盤裝置

有效

• 申請號: 201280014593.6
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN103443914A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 三浦幸夫;前田進一;佐藤隆;古內圭
• 申請（專利權）人: 住友大阪水泥股份有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 金龍河;穆德駿

技術領域

本發明涉及靜電卡盤裝置。更詳細而言，本發明涉及在半導體制造工藝中的等離子體蝕刻等蝕刻處理中適合在通過靜電力吸附固定半導體晶片等板狀試樣時使用且不會被所使用的氣體腐蝕的靜電卡盤裝置。

本申請基于2011年3月23日在日本提出的特愿2011-064311號主張優先權，將其內容援引于本說明書中。

背景技術

近年來，在半導體制造工藝中，隨著元件的高集成化及高性能化，要求微細加工技術的進一步提高。在該半導體制造工藝中，蝕刻技術也是重要的一項微細加工技術，近年來，在蝕刻技術中，能夠進行高效率且大面積的微細加工的等離子體蝕刻技術成為主流。

該等離子體蝕刻技術為干式蝕刻技術的一種。在等離子體蝕刻技術中，在作為加工對象的固體材料上利用抗蝕劑形成掩模圖案，在真空中支撐該固體材料，在該狀態下向真空中導入反應性氣體，通過對該反應性氣體施加高頻的電場而產生被加速的電子與氣體分子碰撞而成的等離子體狀態，使由該等離子體產生的自由基(游離自由基)及離子與固體材料反應，由此，將固體材料作為反應產物除去。通過這種工藝，等離子體蝕刻技術中，在固體材料上形成微細圖案。

在等離子體蝕刻裝置等使用等離子體的半導體制造裝置中，以往，在試樣臺上簡單地安裝、固定晶片，并且使用靜電卡盤裝置作為將該晶片維持在期望溫度的裝置。

在現有的等離子體蝕刻裝置中，對固定在靜電卡盤裝置上的晶片照射等離子體時，該晶片的表面溫度上升。為了抑制該表面溫度的上升，在靜電卡盤裝置的冷卻基部使水等冷卻介質循環而從下側冷卻晶片。此時，在晶片的面內產生溫度分布。例如，在晶片的中心部溫度變高，在邊緣部溫度變低。另外，由于等離子體蝕刻裝置的結構、方式不同等而使晶片的面內溫度分布產生差異。

因此，提出了在靜電卡盤部和冷卻基部之間安裝有加熱器構件的帶加熱器功能的靜電卡盤裝置(例如，參照專利文獻1)。該帶加熱器功能的靜電卡盤裝置能夠在晶片內局部地形成溫度分布，因此，通過以使晶片的面內溫度分布與膜堆積速度及等離子體蝕刻速度相匹配的方式設定溫度，能夠高效地進行在晶片上的圖案形成等局部的膜形成、局部的等離子體蝕刻。

作為在靜電卡盤部安裝加熱器的方法，有在陶瓷制的靜電卡盤部內置加熱器的方法；在靜電卡盤部的吸附面的背面側、即陶瓷板狀體的背面通過絲網印刷法將加熱器材料以預定的圖案涂布并使其加熱固化的方法、或者在該陶瓷板狀體的背面粘貼金屬箔、片狀導電材料的方法等。將該內置有加熱器的靜電卡盤部或安裝有加熱器的靜電卡盤部與用于冷卻該靜電卡盤部的冷卻基部隔著有機系膠粘劑層膠粘一體化，由此得到帶加熱器功能的靜電卡盤裝置。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-300491號公報

發明內容

發明所要解決的問題

對于上述現有的靜電卡盤裝置而言，作為將靜電卡盤部與冷卻基部膠粘一體化的有機系膠粘劑，使用有機硅類膠粘劑。在要將該靜電卡盤裝置應用于多晶硅薄膜的蝕刻的情況下，存在有機硅類膠粘劑與蝕刻中使用的氣體反應的問題。

因此，考慮使用丙烯酸類膠粘劑來代替有機硅類膠粘劑，但是，對于現有的丙烯酸類膠粘劑而言，肖氏硬度硬至D70以上，存在難以緩和靜電卡盤部與冷卻基部之間的應力的問題。另外，現有的丙烯酸類膠粘劑在固化時的收縮大，隨著該固化收縮，在得到的丙烯酸類膠粘劑層中產生空隙，存在使該丙烯酸類膠粘劑層的絕緣性降低的問題。

本發明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供能夠緩和靜電卡盤部與冷卻基部之間的應力、并且即使發生固化收縮也不會在膠粘劑層中產生空隙、也不會使該膠粘劑層的絕緣性降低的靜電卡盤裝置。

用于解決問題的方法

本發明人為了解決上述問題而進行了深入研究，結果發現，將靜電卡盤部及與其膠粘的加熱構件與冷卻基部隔著具有柔軟性及絕緣性的丙烯酸類膠粘劑層膠粘一體化時，能夠緩和靜電卡盤部與冷卻基部之間的應力，并且即使發生固化收縮也不會在膠粘劑層中產生空隙，也不會使該膠粘劑層的絕緣性降低，從而完成了本發明。

即，本發明的靜電卡盤裝置，

其具備：

具有作為用于載置板狀試樣的載置面的一個主面并且內置有靜電吸附用內部電極的靜電卡盤部；和

用于冷卻上述靜電卡盤部的冷卻基部，

在上述靜電卡盤部的上述載置面的相反側的主面上隔著第一膠粘材料層膠粘有加熱構件，

上述靜電卡盤部及上述加熱構件與上述冷卻基部隔著具有柔軟性及絕緣性的丙烯酸類膠粘劑層膠粘一體化。