特許 6806051 静電チャック装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6806051

(24)【登録日】2020年12月8日

(45)【発行日】2021年1月6日

(54)【発明の名称】静電チャック装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20201221BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20201221BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 R

   H02N13/00 D

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-514587(P2017-514587)

(86)(22)【出願日】2016年10月21日

(86)【国際出願番号】JP2016081262

(87)【国際公開番号】WO2017069238

(87)【国際公開日】20170427

【審査請求日】2019年8月7日

(31)【優先権主張番号】特願2015-207060(P2015-207060)

(32)【優先日】2015年10月21日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000183266

【氏名又は名称】住友大阪セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100196058

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 彰雄

(74)【代理人】

【識別番号】100206999

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 綾夏

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(72)【発明者】

【氏名】森谷 義明

(72)【発明者】

【氏名】牧 恵吾

(72)【発明者】

【氏名】河野 仁

(72)【発明者】

【氏名】安藤 和人

(72)【発明者】

【氏名】金原 勇貴

【審査官】 宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０８４９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０２５６３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−０６４４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１２９７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０７１２８８０６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１３−１７２０１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０２Ｎ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状試料を載置する載置面を有する載置台と、
前記載置台の下側であって、前記載置面とは逆面側に位置する静電吸着用電極と、
前記載置台及び前記電極を少なくとも搭載するベース部と、
前記載置台の周囲を囲む、連続する又は２つ以上に分割された、フォーカスリングと、
前記ベース部に対し前記フォーカスリングの全体又は少なくとも一部を上昇させる、上下方向に可動なリフトピンと、を備え、
前記フォーカスリングは、平面視で環形状を有し、互いに分割された可動部と固定部とを有し、
前記可動部は、前記リフトピンの動きに応じて上昇又は下降し、
前記固定部は、前記ベース部に対して固定されており、
前記可動部と前記固定部とは、周方向に斜面で分割される、
静電チャック装置。

【請求項2】

前記可動部は、周方向端部に下側を向く第１の面を有し、
前記固定部は、周方向端部に上側を向く第２の面を有し、
前記第１の面と前記第２の面とが上下方向に対向する、請求項１に記載の静電チャック
装置。

【請求項3】

前記第１の面および前記第２の面は、これらの面と水平面が作る鋭角が、水平方向に対し４５°以下の角度を有して、傾斜している、請求項２に記載の静電チャック装置。

【請求項4】

前記フォーカスリングは、前記リフトピンによる上昇に伴い前記板状試料を搭載及び移動させる搭載面を有し、
前記搭載面は、搭載する前は、前記載置面の高さ以下の高さに位置する、請求項１に記載の静電チャック装置。

【請求項5】

前記載置台は、前記載置台と一体化した、前記載置台の外周縁にわたって設けられた周縁部を有し、
前記周縁部の上面は、一対の堤部及びその間に形成されたガス流路を形成する溝部を有し、
前記フォーカスリングは、上下方向に互いに分割された上側部と下側部とを有し、
前記上側部は、前記リフトピンにより上昇及び下降が可能であり、
前記下側部は、前記周縁部に対して固定され、前記下側部の下側に位置するガス流路である前記溝部を覆う、請求項１に記載の静電チャック装置。

【請求項6】

前記フォーカスリングは、平面視で前記静電吸着用電極と重なる部分を有して配置され、前記静電吸着用電極により吸着される、請求項１に記載の静電チャック装置。

【請求項7】

前記フォーカスリングは、上側部と、下側部とに、上下に分割されており、
前記上側部の上面は、環の中心に到る２つの直線によって、可動部と固定部とに、２つに分割されており、
前記装置は、載置台と一体化する環状の周縁部を含み、
前記周縁部は前記フォーカスリングを搭載しかつリフトピン挿通孔を有し、
前記周縁部の前記孔を挿通した前記リフトピンは、前記フォーカスリングの前記可動部と連結し、
前記フォーカスリングの上面は、リフト作業以外の時には、断面から見た時、前記載置台の前記載置面と同じ高さ又は低い位置にある、
請求項１に記載の静電チャック装置。

【請求項8】

前記周縁部は、周方向に沿って延びる向かい合う一対の堤部と、堤部に囲まれた溝部を有し、前記溝部は冷却ガス導入孔を有し、溝部を流れる冷却ガスで、前記フォーカスリン
グを冷却する、
請求項７に記載の静電チャック装置。

【請求項9】

前記上側部の下面、及び前記下側部の上面の少なくとも片方は、溝部を有し、
前記下側部は冷却ガスを前記溝部に導入する冷却ガス導入孔を有し、導入された冷却ガスは前記フォーカスリングを冷却する、
請求項７に記載の静電チャック装置。

【請求項10】

前記フォーカスリング上に、前記フォーカスリングと比べて外径が同じで内径が大きな、環状の突出部を有し、
突出部の上面の高さが、板状試料の上面の高さと略一致する、
請求項７に記載の静電チャック装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、静電チャック装置に関する。
本願は、２０１５年１０月２１日に、日本に出願された特願２０１５−２０７０６０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体製造装置では、載置台に簡単にウエハやガラス基板などの板状試料を取り付けて、固定するための装置として、静電吸着機構を用いた静電チャック装置が使用されている。このような静電チャック装置には、垂直方向に載置台を貫通し、上下運動が可能なリフトピンを設けられている（例えば特許文献１）。このような静電チャック装置は、リフトピンにより板状試料を載置台から容易に離脱させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−２１４３１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

リフトピンが設けられた静電チャック装置には、載置台の表面にリフトピンが挿入される孔が設けられる。この孔のために、載置台の表面の温度分布が不均一になりやすい。載置台の表面温度は、板状試料のプラズマエッチングを行う際のエッチングレートに影響を与える。このため、前記孔によって生じる表面温度の不均一さが、均質なエッチングを妨げる可能性があった。

【0005】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、載置台の表面温度の均一性を阻害することなく、板状試料を載置台から容易に離脱させる構造を有する、静電チャック装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するため、本発明の第一の態様として、以下の装置が提供される。
本発明は、上側に板状試料を載置する載置面を有する載置台部と、前記載置台部の下側に位置する静電吸着用電極と、前記載置台部を搭載するベース部と、前記載置台部の周囲を囲むフォーカスリングと、前記ベース部に対し前記フォーカスリングを上昇させるリフトピンと、を備える、静電チャック装置を提供する。
より具体的には、本発明の第一態様は、
板状試料を載置する載置面を有する載置台と、前記載置台の下側にあって前記搭載面とは逆面側に位置する静電吸着用電極と、前記載置台及び前記電極を少なくとも搭載するベース部と、前記載置台の周囲を囲む連続する又は２つ以上に分割されたフォーカスリングと、前記ベース部に対し前記フォーカスリングの全体又は少なくとも一部を上昇させる、上下方向に可動なリフトピンと、を備える静電チャック装置を提供する。

【0007】

第一態様の静電チャック装置において、前記フォーカスリングは、平面視で環形状を有し、互いに分割された可動部と固定部とを有し、前記可動部は、前記リフトピンの動きに応じて上昇又は下降し、前記固定部は、前記ベース部に固定されていることが好ましい。
第一態様の静電チャック装置において、前記互いに分割された可動部と固定部は、周方向に分割されることが好ましい。すなわち、前記可動部と固定部は、周方向にわたって、上下に重なる斜面が形成されるように分割されることが好ましい。

【0008】

第一態様の静電チャック装置において、前記可動部は、周方向端部に下側を向く第１の面を有し、前記固定部は、周方向端部に上側を向く第２の面を有し、前記第１の面と前記第２の面とが上下方向に対向することが好ましい。

【0009】

第一態様の静電チャック装置において、前記第１の面および前記第２の面は、これらの面と水平面が作る鋭角が、水平方向に対し４５°以下の角度を有して、傾斜していることが好ましい。

【0010】

第一態様の静電チャック装置において、前記フォーカスリングは、前記リフトピンによる上昇に伴い、前記板状試料を搭載及び移動させる搭載面を有し、前記フォーカスリングの搭載面は、搭載する前は、前記板状試料を搭載する載置面の高さ以下の高さに位置することが好ましい。

【0011】

第一態様の静電チャック装置において、前記載置台は、前記載置台と一体化した、前記載置台の外周縁にわたって設けられた周縁部を有し、
前記周縁部の上面は、一対の堤部及びその間に形成されたガス流路を形成する溝部を有し、
前記フォーカスリングは、上下方向に互いに分割された上側部と下側部とを有し、前記上側部は、前記リフトピンにより上昇及び下降が可能であり、前記下側部は、前記周縁部に対して固定され、下側部の下側に位置するガス流路である前記溝部を覆うことが好ましい。

【0012】

第一態様の静電チャック装置において、前記フォーカスリングは、平面視で前記静電吸着用電極と重なる部分を有して配置され、前記静電吸着用電極により吸着されることが好ましい。
第一態様の静電チャック装置において、前記フォーカスリングは、上側部と、下側部とに、上下に分割されており、
上側部の上面は、環の中心に到る２つの直線によって、可動部と固定部とに、２つに分割されており、
前記装置は、載置台と一体化する環状の周縁部を含み、前記周縁部は前記フォーカスリングを搭載しかつリフトピン挿通孔を有し、
前記周縁部の前記孔を挿通した前記リフトピンは、前記フォーカスリングの可動部と連結し、
フォーカスリングの上面は、リフト作業以外の時には、断面から見た時、載置台の載置面と同じ高さ又は低い位置にあることも好ましい。
第一態様の静電チャック装置において、前記周縁部は、周方向に沿って延びる向かい合う一対の堤部と、堤部に囲まれた溝部を有し、前記溝部は冷却ガス導入孔を有し、溝部を流れる冷却ガスで、前記フォーカスリングを冷却することも好ましい。
第一態様の静電チャック装置において、前記上側部の下面、及び前記下側部の上面の少なくとも片方は、溝部を有し、
下側部が冷却ガスを前記溝部に導入する冷却ガス導入孔を有し、導入された冷却ガスが前記フォーカスリングを冷却することも好ましい。
第一態様の静電チャック装置において、前記フォーカスリング上に、フォーカスリングと比べて外周が同じで内周が大きい、環状の突出部を有し、
突出部の上面の高さが、板状試料の上面の高さと略一致することも好ましい。
なお本発明において、これら好ましい特徴は、特に問題の無い限り、互いに組み合わせて使用することも可能である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、載置台の表面温度の均一性を阻害することなく、板状試料を載置台から容易に離脱させる構造を有する、静電チャック装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の好ましい一例を示す、第１実施形態に係る静電チャック装置の概略断面図である。

【図2A】第１実施形態に係る静電チャック装置が定常状態にあることを示す、概略斜視図である。

【図2B】第１実施形態に係る静電チャック装置のリフト状態にあることを示す、概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい例である、実施形態に係る静電チャック装置１について説明する。以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
また本発明は、これらの例のみに限定されることは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、位置、数、形状、交換、その他の変更が可能である。本発明は後述する説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。

【0016】

図１は、本発明の好ましい一例を示す静電チャック装置１の断面図である。図２Ａと２Ｂは、静電チャック装置１の斜視図である。図２Ａの静電チャック装置１は、板状試料Ｗが載置板１１に固定されている、定常状態にある。図２Ｂの静電チャック装置１はシリコンウエハ等の板状試料Ｗを離脱させるためのリフト状態にある。これら図では、載置面より大きい板状試料Ｗが載置されている。なお、本明細書において静電チャック装置１の定常状態とは、前記装置に加工対象である板状試料Ｗを吸着した状態であり、搭載面３１ａが低い位置にある状態を意味する。一方で、静電チャック装置１のリフト状態とは、板状試料Ｗを次工程で行われる処理に移動するために、板状試料Ｗを持ち上げて、載置板１１の載置面１９から離間させた状態を意味する。

【0017】

静電チャック装置１は、平面視で円形状を有し板状試料Ｗを載置する載置面１９と、載置面１９を有する本体部２と、本体部２の載置面１９を囲んで配置された環状のフォーカスリング３０と、本体部２に対してフォーカスリング３０を上昇させるリフトピン３９と、を備える。また、本体部２は、載置面１９を有する載置板１１と、第１絶縁層１４と、静電吸着用電極１３と、接着層８と、第２絶縁層７と、ベース部（基材部）３と、をこの順で有する。なお、本明細書において、載置面１９側を静電チャック装置１の上側とし、ベース部３側を静電チャック装置１の下側として、各構成の相対位置を説明する。しかしながら、実際の使用時の静電チャック装置１の姿勢は、この向きに限定されない。また、静電チャック装置１の上下方向に延びる中心軸に対する径方向を基準として、「外側（又は径方向外側）」および「内側（又は径方向内側）」とする。また、中心軸を中心とする周方向（中心軸の軸周り）を単に「周方向」とする。このようにして、各部の位置を説明する。

【0018】

（本体部）
本体部２は、上側から順に、載置板１１と、第１絶縁層１４と、静電吸着用電極１３と、接着層８と、第２絶縁層７と、ベース部３と、が積層された構造を有する。また、本体部２は、接着層８、第２絶縁層７およびベース部３を貫通して、静電吸着用電極１３に電圧を印加する給電用端子１５を有する。載置板１１は円板形状を有し、径方向中央側に位置する載置台１１ａと、本体部の周縁に位置し、かつ載置台１１ａに対し一段下側に下がった位置にあるフランジ形状の周縁部１１ｂを有する。周縁部１１ｂは、上側を向く面を有する。本例では、この上側を向く面として、段差面１９ａが設けられる。すなわち、本体部２の載置面１９の周縁には、載置面１９に対して一段下がった段差面１９ａが設けられている。段差面１９ａには、フォーカスリング３０が搭載される。段差面１９ａには、段差があり、段差に囲まれた溝部４０や溝部の底部４０ａが、好ましく設けられている。
また、載置板１１の下側に位置する第１絶縁層１４、静電吸着用電極１３は、載置板１１の下面側に、順に層状に形成される。ベース部３の上面３ｂは、平坦であり、ベース部３と静電吸着用電極１３との間の隙間は、接着層８で満たされる。

【0019】

本体部２には、積層された基材や絶縁層や接着層等を厚さ方向に貫通する孔、具体的には、第１の冷却ガス導入孔１８Ａ、第２の冷却ガス導入孔１８Ｂ、およびリフトピン挿通孔１７が形成されている。第１の冷却ガス導入孔１８Ａは、載置面１９において開口する。一方で、第２の冷却ガス導入孔１８Ｂおよびリフトピン挿通孔１７は、段差面１９ａにおいて開口する。

【0020】

静電吸着用電極１３および第１絶縁層１４は、第１の冷却ガス導入孔１８Ａ、第２の冷却ガス導入孔１８Ｂおよびリフトピン挿通孔１７を避けて、すなわちこれら孔に接触しないように、形成されている。すなわち、静電吸着用電極１３および第１絶縁層１４には、平面視で第１の冷却ガス導入孔１８Ａ、および第２の冷却ガス導入孔１８Ｂとリフトピン挿入孔１７が設けられている。
静電吸着用電極１３および第１絶縁層１４は、接着層８によって静電チャック装置の外周から遮断され、外部に露出していないことも好ましい。

【0021】

第１の冷却ガス導入孔１８Ａおよび第２の冷却ガス導入孔１８Ｂには、必要に応じて選択されるＨｅ等の冷却ガスが供給される。第１の冷却ガス導入孔１８Ａから導入された冷却ガスは、載置面１９と板状試料Ｗの下面と間の隙間を流れ、板状試料Ｗを冷却する。一方で、第２の冷却ガス導入孔１８Ｂに導入された冷却ガスは、段差面１９ａとフォーカスリング３０の下面との間の隙間を流れ、フォーカスリングを冷却する。冷却に使用された、段差面１９ａとフォーカスリング３０の下面との間の隙間を流れたガスは、必要に応じて適宜排出される。第２の冷却ガス導入孔を複数設け、この孔の何れかを、排出用に用いても良い。

【0022】

リフトピン挿通孔１７には、リフトピン３９が挿通される。リフトピン３９の下端には、複数のリフトピン３９を同期して上下動させるリフトピン駆動装置３７が設けられている。リフトピン３９は、リフトピン挿通孔１７の内周部に沿って上下に移動可能である。ピン挿通孔２８の内周部には筒状の碍子（図示略）が設けられ、リフトピン３９と本体部２との絶縁を確保することが好ましい。

【0023】

（載置板）
載置板１１は、上側に板状試料Ｗを載置する載置面１９を有する載置台１１ａと、載置台１１ａの周縁に設けられた周縁部１１ｂと、を有する。周縁部１１ｂは、周方向１周に亘って載置板１１の外周縁に形成されている。周縁部１１ｂの上面は、載置面１９に対して一段下がっており、フォーカスリング３０が搭載される段差面１９ａである。

【0024】

載置台１１ａの載置面１９には、直径が板状試料Ｗの厚さより小さい突起部４５が複数個形成されている。静電チャック装置１は、複数の突起部４５が板状試料Ｗを支える構成になっている。これにより、板状試料Ｗの下側に冷却ガスの流路を形成して、板状試料Ｗを冷却することができる。突起部４５は、概ね円錐台形状を有している。なお、突起部４５の形状は、円錐台形状に限定されることはない。また、突起部４５の断面形状は、円形状に制限されず、矩形状、三角形状であってもよい。突起部４５の高さは任意に選択可能であるが、冷却ガスの流動効率を高める目的で、６μｍ以上５０μｍ以下に形成されていることが好ましく、６μｍ以上２０μｍ以下に形成されていることがより好ましい。複数の突起部４５は、互いに離隔して設けられている。複数の突起部４５は、静電チャック装置１を平面視した場合、載置面１９の全域にわたって設けられている。複数の突起部同士の間隔は、特に限定されない。

【0025】

周縁部１１ｂの段差面１９ａには、周方向に沿って延びる、向かい合う一対の環状の堤部４１と、一対の堤部４１の間に形成された環状の溝部（ガス流路）４０と、が設けられることが好ましい。フォーカスリング３０は、一対の堤部４１の上端面に搭載される。

【0026】

溝部４０には、リフトピン挿通孔１７が開口しており、上下方向にリフトピン３９がこの孔を通過する。また、溝部４０には、第２の冷却ガス導入孔１８Ｂが開口しており、第２の冷却ガス導入孔１８Ｂを介して、冷却ガスが導入される。この構成により、溝部４０に冷却ガスが流れ、溝部４０がガス流路となる。溝部４０に冷却ガスが流れることで、フォーカスリング３０が冷却される。

【0027】

溝部４０の深さは、溝部４０内において、フォーカスリング３０を冷却するための冷却ガスの流れを阻害しない程度であれば良い。前記深さは１０μｍ〜５０μｍであることが好ましく、３５μｍ〜４０μｍであることがより好ましく、１３μｍ〜１５μｍであることがさらに好ましく、１０μｍ〜１２μｍであることが最も好ましい。

【0028】

載置板１１は、任意に選択される材料から形成でき、酸化アルミニウム−炭化ケイ素（Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ）複合焼結体、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）焼結体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）焼結体、及び酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）焼結体等から選択される、絶縁性のセラミックス焼結体からなることが好ましい。これらは、機械的な強度を有し、かつ腐食性ガスおよびそのプラズマに対する耐久性を有する。

【0029】

セラミックス焼結体中のセラミックス粒子の平均粒径は、１０μｍ以下が好ましく、２μｍ以下がより好ましい。載置板１１の製造工程は、載置面１９に設けられる突起部４５の形成過程で行う、サンドブラスト加工等を含む。サンドブラスト工程は、載置面１９の表面に研磨材を吹き付け、掘削する工程である。このため、突起部４５の内部にクラックが残留することがある。
残留したクラックは、サンドブラスト工程の後に行われるバフ研磨によって、強制的に進行され、事前に除去される。

【0030】

クラックは、セラミック焼結体中のセラミック粒子の粒界に形成される。したがって、セラミック粒子の粒径が大きい場合には、バフ研磨を経ることで、粒界に沿って大きく角部が除去される。セラミック粒子の粒径が大きくなるほど、突起部４５はより丸みを帯びた形状となる。後段において、説明するように、本実施形態の突起部４５は、高さ方向に断面積の変化がないことが好ましい。このため、突起部４５は丸みを帯びていないことが好ましい。セラミックス粒子の平均粒径は１０μｍ以下（より好ましくは２μｍ以下）とすることで、高さ方向に沿った断面積の変化を抑制した突起部４５を、載置面１９に形成することができる。

【0031】

載置板１１の厚さは任意に選択できるが、０．３ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下であることが好ましい。載置板１１の厚さが０．３ｍｍ以上であると、静電吸着用電極１３に印加された電圧により載置板１１の絶縁が破られ放電する可能性が無い。また、載置板１１の厚さが０．３ｍｍ以上であると、加工時に破損し亀裂が発生する可能性が無い。一方、１．０ｍｍ以下であると、板状試料Ｗを所望の強さで十分に吸着固定することができる。なお、板状試料Ｗのサイズ（大きさ）よりも載置板１１の載置面のサイズが小さく、板状試料Ｗのサイズよりもフォーカスリングの内周が作る円のサイズが小さい。

【0032】

（第１絶縁層）
第１絶縁層１４は、絶縁性および耐電圧性を有する樹脂層である。第１絶縁層１４の形成材料としては、例えばポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、及びエポキシ樹脂等を、挙げることができる。第１絶縁層１４は、任意の方法で形成できるが、フィルム状またはシート状の形成材料を接着して形成することが好ましい。第１絶縁層１４は、不図示の接着剤を介して載置板１１の下面に接着されている。なお、第１絶縁層１４と載置板１１の間の線を、前記接着剤として考えても良い。

【0033】

（静電吸着用電極）
静電吸着用電極１３は、載置板１１の載置台１１ａおよび周縁部１１ｂの下側に位置する。静電吸着用電極１３は、電荷を発生させて静電吸着力で板状試料Ｗ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。その用途によって、その形状や、大きさが適宜調整される。例えば、静電吸着用電極１３は、静電吸着用電極１３が形成される階層に、所定のパターンを有する電極として設けられても良い。なお、静電吸着用電極１３は、パターンを有しない、いわゆるベタ電極として設けられていても機能する。

【0034】

静電吸着用電極１３は、第１絶縁層１４に、静電吸着用電極１３の形成材料である非磁性の金属箔を接着する、またはスパッタや蒸着により成膜することで、形成することもできる。他にも、静電吸着用電極１３の形成材料である導電性材料と、有機物との複合材料を、スクリーン印刷等の塗工法を用いて塗布することにより、形成してもよい。また、静電吸着用電極１３は、載置板１１の内部に設置されていてもよい。

【0035】

静電吸着用電極１３は、任意の材料から形成してよい。例えば、酸化アルミニウム−炭化タンタル（Ａｌ_２Ｏ_３−Ｔａ_４Ｃ_５）導電性複合焼結体、酸化アルミニウム−タングステン（Ａｌ_２Ｏ_３−Ｗ）導電性複合焼結体、酸化アルミニウム−炭化ケイ素（Ａｌ_２Ｏ_３−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（Ｙ_２Ｏ_３−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）等の高融点金属などにより、形成することができる。また、静電吸着用電極１３は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）により形成することもできる。

【0036】

静電吸着用電極１３の厚さは、特に限定されるものではない。例えば、前記厚さは、０．１μｍ以上かつ５０μｍ以下が好ましい。厚さが０．１μｍ以上であると、充分な導電性を確保することができる。一方、厚さが５０μｍ以下であると、静電吸着用電極１３と載置板１１との間の熱膨張率差に起因して、静電吸着用電極１３と載置板１１との接合界面にクラックが入ることが無い。

【0037】

静電吸着用電極１３は、平面視において第１絶縁層１４と同じ大きさであってもよい。あるいは電極１３は、平面視において、第１絶縁層１４よりも小さい構成としてもよい。静電吸着用電極１３をこのような構成とすることで、静電吸着用電極１３の端部から装置外側に向けた斜め上方にも、第１絶縁層１４が存在することになる。そのため、静電吸着用電極１３の鉛直上方のみならず、静電吸着用電極１３の斜め上方にも第１絶縁層１４を設けることによる耐電圧の向上の効果を得ることができ、絶縁破壊を抑制することができる。

【0038】

（給電用端子）
給電用端子１５は、静電吸着用電極１３に直流電圧を印加するために設けられた棒状の端子である。給電用端子１５の形成材料は、耐熱性に優れた導電性材料であれば特に制限されるものではない。例えば、金属材料や導電性有機材料を用いることができる。給電用端子１５の電気伝導率は、１０^４Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。

【0039】

給電用端子１５は、熱膨張係数が静電吸着用電極１３に近似したものが好ましい。例えば、静電吸着用電極１３を構成している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）、ニオブ（Ｎｂ）、コバール合金等の金属材料が、好適に用いられる。給電用端子１５は、絶縁性を有する碍子（図示略）に囲まれ、ベース部３に対して絶縁されていることが好ましい。

【0040】

（ベース部）
ベース部３は、静電吸着用電極１３の載置板１１側とは反対側（静電吸着用電極１３の下方）に配置される。ベース部３には、載置台１１ａが搭載される。ベース部３は、載置板１１を冷却して、所望の温度に調整する。ベース部３は、厚さのある円板状を呈している。ベース部３の形状は任意に選択でき、例えば、その内部に水を循環させる流路（図示略）が形成された、水冷ベース部等が好適に使用できる。

【0041】

ベース部３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特に制限はなく、必要に応じて選択できる。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）、チタン等が好適に用いられる。ベース部３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。

【0042】

（第２絶縁層）
第２絶縁層７は、絶縁性および耐電圧性を有するフィルム状またはシート状の樹脂であることが好ましく、ベース部３と静電吸着用電極１３との間に設けられている。本実施形態においては、第２絶縁層７は、不図示の接着剤を介してベース部３の上面に接着されている。第２絶縁層７は、上述した第１絶縁層１４と同様の構成（形成材料、厚さ）とすることができる。なお第２絶縁層７とベース部３の間の線を前記接着剤として考えても良い。

【0043】

（接着層）
接着層８は、載置板１１の下面とベース部３の上面との間に介在し、第１絶縁層１４、静電吸着用電極１３、第２絶縁層７の側面を覆って、本体部２の各層を一体化している。
また、接着層８は、熱応力の緩和作用を有する。

【0044】

接着層８は任意の材料で形成されることができ、例えば、シリコーン系樹脂組成物を加熱硬化した硬化体またはアクリル樹脂で形成されている。接着層８は、流動性ある樹脂組成物を載置板１１とベース部３の間に充填した後に加熱硬化させることで形成することが好ましい。

【0045】

（フォーカスリング）
フォーカスリング３０は、載置板１１の周縁部１１ｂの上を向く面に、本例では段差面１９ａに、搭載される。フォーカスリング３０は、その下側に位置する段差面１９ａの溝部（ガス流路）４０を覆う。
本実施形態において、静電吸着用電極１３は、平面視でフォーカスリング３０と重なる位置まで延びる。これにより、静電吸着用電極１３は、フォーカスリングを静電吸着する。すなわち、フォーカスリング３０は、載置板１１の周縁部１１ｂに静電吸着されている。
フォーカスリング３０は、載置台１１ａの周囲を囲む。フォーカスリング３０は、平面視で環形状を有する。フォーカスリング３０の内径は、載置台１１ａの外径より若干大きい。

【0046】

フォーカスリング３０は、プラズマエッチング等の処理工程において、板状試料Ｗと同一の温度になるように制御されることが好ましい。フォーカスリング３０の材質は任意で選択されるが、例えば、酸化膜エッチングに用いられる場合、多結晶シリコンや、炭化ケイ素などの焼結体が好適に用いられる。

【0047】

図１に示すように、フォーカスリング３０は、上下方向に互いに分割された、離間可能な、上側部３１と下側部３２とを有する。上側部３１および下側部３２は、それぞれ円環形状を有する。

【0048】

下側部３２は、その下側に位置する段差面１９ａの溝部（ガス流路）４０を覆う。溝部４０に導入される冷却ガスは、下側部３２を冷却するとともに、下側部３２を介し上側部３１を冷却する。下側部３２は、静電吸着されることで本体部２に固定される。下側部３２には、リフトピン３９が挿通する挿通孔３２ｈ（図示略）が設けられている。下側部３２は、リフトピン３９が上下動した場合であっても、本体部２に固定された状態を維持する。

【0049】

上側部３１は、下側部３２の上側に位置している。上側部３１は、静電吸着により、下側部３２を介して本体部２に固定されている。上側部３１の下面には、リフトピン３９の上端面が固定されている。これにより、上側部３１は、リフトピン３９の上昇に伴い、下側部３２から離間する。
なお、図１に仮想線（二点鎖線）として示すように、上側部３１と下側部３２との間には、冷却ガスが流動する溝部（ガス流路）５０が設けられることも好ましい。下側部３２には、溝部５０に対して開口し、上下方向に貫通する冷却ガス導入孔５１が設けられていてもよい。冷却ガス導入孔５１は、溝部４０から、又は第２の冷却ガス導入孔から直接、冷却ガスを導入する。溝部５０は、上側部３１の下面に設けられていても、あるいは下側部３２の上面に設けられていてもよい。両方に設けられていても良い。これらの場合は、上側部３１と下側部３２との間にも、冷却ガスが導入され、冷却ガスが上側部３１を直接的に冷却する。
なお溝部５０がある場合、溝部４０を省略して、段差面１９ａを平面としても良い。この場合、第２の冷却ガス導入孔を溝部５０と結合する。

【0050】

上側部３１は、上側を向く搭載面３１ａを有する。搭載面３１ａは、板状試料Ｗの下面と対向する。搭載面３１ａは、板状試料Ｗをリフトしない時には、載置台１１ａの載置面１９の高さ以下の高さ、すなわち載置面１９よりも低い高さ、に位置する。なお、ここで載置面１９の高さとは、断面から見た時、載置面１９において、板状試料Ｗが搭載される高さを意味する。すなわち、本実施形態において、載置面１９の高さは、突起部４５の頂点の高さを意味する。なおこれら高さは、断面から見た時のベース部の底面からの距離としてとらえても良い。搭載面３１ａは、リフトピン３９による上昇に伴い、板状試料Ｗを搭載する。
搭載面３１ａの表面粗さＲａは、０．０５μｍ以下とすることが好ましい。これにより、搭載面３１ａと板状試料Ｗとの接触が滑らかとなり、搭載面３１ａの摩耗が進みにくくなり摩耗に起因するパーティクルの発生を抑制できる。

【0051】

なお、図１に仮想線（二点鎖線）として示すように、搭載面３１ａの径方向外側において、周方向に延びる突出部３１ｃが更に設けられていてもよい。突出部３１ｃは、板状試料Ｗを径方向外側から囲む。突出部３１ｃの上面の高さは、板状試料Ｗの上面の高さと略一致する。突出部３１ｃが設けられていることで、平面視で板状試料Ｗの内側と外側とで、プラズマに対する電気的な環境の一致性が高まる。これにより、板状試料Ｗとその外側とでプラズマ処理の差や偏りをより生じにくくすることができ、エッチングの均質性を高めることができる。突出部３１ｃの形状は任意に選択できるが、環形であることが好ましい。突出部３１ｃはフォーカスリング上に配置され、フォーカスリングと比べて外径が同じで内径が大きいことも好ましい。

【0052】

図２Ａに示すように、フォーカスリング３０の上側部３１は、平面視で環形状である。またフォーカスリング３０の上側部３１は、周方向に互いに分割された可動部３３と、固定部３４と、を好ましく有する。図ではフォーカスリング３０の上側部は２つに分割されており、可動部と固定部は１つずつである。必要に応じて、２つ以上に分割されても良い。
図２Ｂに示すように、可動部３３は、リフトピン３９の上昇に伴い上昇する。この動作により、可動部３３は、板状試料を持ち上げることができる。また、可動部３３の下面には、下側部３２の上面に設けられた位置決めピン３８に嵌合する図示略の位置決め孔が設けられている。位置決めピン３８および位置決め孔（図示略）が設けられることにより、リフトピン３９とともに可動部３３を下降させた際に、可動部３３がずれることなく下側部３２に位置決めされる。
一方で、固定部３４は、下側部３２に対して（すなわち、ベース部３側に対して）固定されている。従って固定部３４は、リフトピン３９が上下運動しても下側部３２から離間しない。

【0053】

可動部３３は、一部が径方向に開口することで、可動部の両端の間に開口部３３ｂを有し、平面視でＣ字形状を構成する。また、固定部３４は、可動部３３が移動しない時には、平面視で、可動部３３の開口部３３ｂ内に位置する。図２Ａに示すように、静電チャック装置１の定常状態において、可動部３３および固定部３４は、周方向に連なって閉環を構成する。また、図２Ｂに示すように静電チャック装置１がリフト状態ある時は、可動部３３のみが上昇して、可動部３３の開口部３３ｂが開放される。
リフト状態において開口部３３ｂには、板状試料Ｗを移送するための移送爪（図示略）を、径方向外側から挿入することができる。

【0054】

可動部３３は、一対の周方向端部に、それぞれ下側を向く傾斜面である、第１の面３３ａを有する。搭載面３１ａにある、前記一対の周方向端部の端線は、本例では、環形状の中心を通る直線上にあるが、本発明はこれに限定されない。
一方、固定部３４は、一対の周方向端部に、それぞれ上側を向く傾斜面である、第２の面３４ａを有する。定常状態において、第１の面３３ａと第２の面３４ａとは、平面視で互いに重なり合う。第１の面３３ａと第２の面３４ａとは、静電チャック装置１の定常状態で、上下方向に５ｍｍ以下の隙間を介して対向する。隙間の下限は任意に選択でき、０．０１ｍｍ等としても良い。また、第１の面３３ａと第２の面３４ａとは、定常状態で、隙間の間隔がないように、接触していてもよい。定常状態において、第１の面３３ａと第２の面３４ａとは、互いの斜めの面によって上下方向に互いに重なる。この構造により、可動部３３と固定部３４と接触部、あるいはこれら部の間の隙間は、上下方向に対し、斜めに向かって延びた状態となる。これにより、侵入にかかる経路を長くすることができ、可動部３３と固定部３４との間の隙間へのプラズマの侵入を抑制できる。したがって、隙間において可動部３３および固定部３４が侵食されて隙間が広がることを抑制でき、長寿命の静電チャック装置１を提供できる。なお、第１の面３３ａおよび第２の面３４ａの、水平方向に対する傾斜角（鋭角）は、４５°以下とすることが好ましい。これにより、可動部３３と固定部３４との間の隙間へのプラズマ侵入をより効果的に抑制できる。
なお平面視での、固定部３４の表面積と、可動部３３の表面積との比率、すなわち分割された搭載面の面積の比率は任意で選択できるが、例えば、１：１．５〜１：１５、１：１．５〜１：５、又は、１：１．５〜１：３、などが、例として挙げられる。

【0055】

なお、本実施形態において、第１の面３３ａおよび第２の面３４ａは、一定の勾配を有する傾斜面であるが、このような形態のみに限定されない。例えば、第１の面３３ａと第２の面３４ａとは、階段状に延び上下方向に対向する段差面の一部であってもよい。また、第１の面３３ａと第２の面３４ａは、周方向に沿って勾配が変化する傾斜面であってもよい。
本実施形態のフォーカスリング３０は、互いに別部材の上側部３１と下側部３２とを有する構成や、下側部３２を有さない構成も採用可能である。
同様にフォーカスリング３０は、固定部３４を有さない構成も採用可能である。すなわち、フォーカスリング３０は、閉じた円環状の可動部がリフトピンとともに上昇し、板状試料Ｗを持ち上げる構成としてもよい。具体的には、閉じる円環状の可動部は、図２Ａにおける固定部３４を可動部３３と一体化し、一体化した上側部３１を可動部としたものであっても良い。あるいは、前記一体化した上側部３１と、下側部３２とを、更に一体化してこれを可動部としたものであっても良い。固定部３４と下側部３２を一体化してもよい。

【0056】

以上に説明したように、本発明の構造は優れた効果を提供する。
本実施形態の静電チャック装置１によれば、載置台１１ａの周囲を囲むフォーカスリング３０の少なくとも一部を上昇させる。このことで、板状試料Ｗを載置台１１ａの載置面１９から離脱させることができる。したがって、載置台１１ａを貫通するリフトピンが不要となる。
その結果、載置面１９に開口し、載置面１９内の温度的な特異点となりやすいリフトピン挿通孔を設ける必要がなく、載置面１９の面内の温度の均一性を高めることができる。

【0057】

本実施形態の静電チャック装置１によれば、円環状のフォーカスリング３０により、平面視で円形状の板状試料Ｗの周縁を支持することができる。したがって、板状試料Ｗを支持するための接触面積を広く確保して、板状試料に加わる負荷を軽減できる上に、板状試料Ｗの摩耗によるパーティクル発生も抑制できる。
さらに、本実施形態の静電チャック装置１は、リフト状態においてフォーカスリング３０が板状試料Ｗの周縁で接触する。したがって、例えば、板状試料Ｗがシリコンウエハであり、シリコンデバイス製造に静電チャック装置１を用いる場合等において、リフト状態でデバイス領域に負荷が加わることがなく、信頼性の高い製造工程を構築できる。

【0058】

本実施形態の静電チャック装置１によれば、フォーカスリング３０は、平面視で環形状であり、周方向に互いに分割された可動部３３と固定部３４とを好ましく有する。このような構成により、可動部３３は、その両端に挟まれた、径方向に開口する開口部３３ｂを有する。したがって、可動部３３は、リフト状態で、開口部３３ｂを開放して、開口部３３ｂから移送爪部（図示略）を径方向外側から挿入できる。

【0059】

また、本実施形態の静電チャック装置１によれば、フォーカスリング３０は、その下側に設けられたガス流路としての溝部４０を覆う。より具体的には、フォーカスリング３０は、上側部３１と下側部３２とを有し、下側部３２の下側には、溝部４０が好ましく設けられる。また、静電チャック装置１の変形例として、上側部３１と下側部３２との間に、溝部５０が設けられていてもよい。このような構成により、フォーカスリング３０を冷却ガスにより効果的に冷却し、板状試料Ｗの外周部の温度を安定化することができ、板状試料Ｗの面内におけるエッチング特性を均一化することができる。

【0060】

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【産業上の利用可能性】

【0061】

載置台の表面温度の均一性を阻害することなく板状試料を載置台から容易に離脱させる構造を有する静電チャック装置の提供できる。

【符号の説明】

【0062】

１ 静電チャック装置
２ 本体部
３ ベース部
３ｂ 上面
７ 第２絶縁層
８ 接着層
１１ 載置板
１１ａ 載置台
１１ｂ 周縁部
１３ 静電吸着用電極
１４ 第１絶縁層
１５ 給電用端子
１７ リフトピン挿通孔
１８Ａ 第１の冷却ガス導入孔
１８Ｂ 第２の冷却ガス導入孔
１９ 載置面
１９ａ 段差面
２８ ピン挿通孔
３０ フォーカスリング
３１ 上側部
３１ａ 搭載面
３１ｃ 突出部
３２ 下側部
３３ 可動部
３３ａ 第１の面
３３ｂ 開口部
３４ 固定部
３４ａ 第２の面
３７ リフトピン駆動装置３７
３８ 位置決めピン
３９ リフトピン
４０、５０ 環状溝部（ガス流路）
４０ａ 溝部の底部
４１ 堤部
４５ 突起部
５１ 冷却ガス導入孔
Ｗ 板状試料

【図1】

【図2A】

【図2B】