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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2019年4月4日
【発行日】2020年11月12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 20060101AFI20201016BHJP
   H01L 21/3065 20060101ALI20201016BHJP
【ＦＩ】
   H01L21/68 R
   H01L21/302 101G
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】64
【出願番号】特願2019-545553(P2019-545553)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2018年9月26日
(31)【優先権主張番号】特願2017-189718(P2017-189718)
(32)【優先日】2017年9月29日
(33)【優先権主張国】JP
(31)【優先権主張番号】特願2017-189719(P2017-189719)
(32)【優先日】2017年9月29日
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【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
(72)【発明者】
【氏名】小坂井 守
(72)【発明者】
【氏名】尾崎 雅樹
(72)【発明者】
【氏名】前田 佳祐
【テーマコード（参考）】
5F004
5F131
【Ｆターム（参考）】
5F004AA01
5F004BB13
5F004BB18
5F004BB22
5F004BB25
5F004BB29
5F004CA03
5F004CA06
5F131AA02
5F131BA19
5F131CA06
5F131CA68
5F131EB15
5F131EB16
5F131EB17
5F131EB18
5F131EB22
5F131EB78
5F131EB81
5F131EB82
(57)【要約】
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。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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。
【請求項2】
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。
【請求項3】
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。
【請求項4】
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。
【請求項5】
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。
【請求項6】
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。
【請求項7】
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。
【請求項8】
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。
【請求項9】
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。
【請求項10】
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。
【請求項11】
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。
【請求項12】
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。
【請求項13】
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。
【請求項14】
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。
【請求項15】
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。
【請求項16】
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。
【請求項17】
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。
【請求項18】
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。
【請求項19】
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。
【請求項20】
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。
【請求項21】
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。
【請求項22】
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。
【請求項23】
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。
【請求項24】
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。
【請求項25】
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。
【請求項26】
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。
【請求項27】
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。
【請求項28】
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。
【請求項29】
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。
【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、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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１１−３５２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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）。
【0035】
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。
【0036】
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。
【発明の効果】
【0037】
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。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明の第１の実施形態の静電チャック装置の一例を示す断面図である。
【図2】本発明の第１の実施形態の静電チャック装置の電極の一例を示す平面図である。
【図3】本発明の第１の実施形態の静電チャック装置の第１の変形例を示す断面図である。
【図4】本発明の第１の実施形態の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5】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6】本発明の第２の実施形態の静電チャック装置の一例を示す断面図である。
【図7】本発明の第２の実施形態の静電チャック装置の第１の変形例を示す断面図である。
【図8】本発明の第３の実施形態の静電チャック装置の一例を示す断面図である。
【図9】本発明の第３の実施形態の静電チャック装置の第１の変形例を示す断面図である。
【図10】本発明の第３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11】本発明の第４の実施形態の静電チャック装置の一例を示す断面図である。
【図12】本発明の第４の実施形態の静電チャック装置の第１の変形例を示す断面図である。
【図13】本発明の第４の実施形態に係る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14】本発明の第３の実施形態の試料搭載面調整電極及び第４の実施形態の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15】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16】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17】本発明の第５の実施形態の静電チャック装置の一例を示す断面図である。
【図18】本発明の第６の実施形態の静電チャック装置の一例を示す断面図である。
【図19】本発明の第６の実施形態の静電チャック装置の電極の一例を示す平面図である。
【図20】本発明の第７の実施形態の静電チャック装置の一例を示す断面図である。
【図21】本発明の第８の実施形態の静電チャック装置の一例を示す断面図である。
【図22】本発明の第９の実施形態の静電チャック装置の一例を示す断面図である。
【図23】本発明の第１０の実施形態の静電チャック装置の一例を示す断面図である。
【図24】比較例の静電チャック装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0039】
（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。
【0040】
（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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
（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。
【0057】
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。
【0058】
（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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
（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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
（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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
（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。
【0080】
（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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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。
【0086】
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。
【0087】
（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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
（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。
【0092】
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。
【0093】
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。
【0094】
（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。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
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。
【0102】
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。
【0103】
（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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
（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。
【0109】
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。
【0110】
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。
【0111】
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。
【0112】
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。
【0113】
（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。
【0114】
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。
【0115】
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。
【0116】
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。
【0117】
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。
【0118】
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。
【0119】
（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。
【0120】
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。
【0121】
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。
【0122】
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。
【0123】
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。
【0124】
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。
【0125】
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。
【0126】
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。
【0127】
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。
【0128】
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。
【0129】
（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。
【0130】
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。
【0131】
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。
【0132】
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。
【0133】
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。
【0134】
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。
【0135】
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。
【0136】
（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。
【0137】
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。
【0138】
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。
【0139】
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。
【0140】
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。
【0141】
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。
【0142】
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。
【0143】
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。
【0144】
（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。
【0145】
（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。
【0146】
（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。
【0147】
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。
【0148】
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。
【0149】
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。
【0150】
（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。
【0151】
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。
【0152】
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。
【0153】
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。
【0154】
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。
【0155】
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。
【0156】
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。
【0157】
（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。
【0158】
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。
【0159】
（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。
【0160】
（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。
【0161】
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。
【0162】
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。
【0163】
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。
【0164】
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。
【0165】
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。
【0166】
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。
【0167】
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。
【0168】
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。
【0169】
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。
【0170】
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。
【0171】
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。
【0172】
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。
【0173】
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。
【0174】
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。
【0175】
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。
【0176】
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。
【0177】
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。
【0178】
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。
【0179】
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。
【0180】
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。
【0181】
（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。
【0182】
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。
【0183】
（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。
【0184】
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。
【0185】
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。
【0186】
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。
【0187】
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。
【0188】
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。
【0189】
（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。
【0190】
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。
【0191】
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。
【0192】
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。
【0193】
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。
【0194】
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。
【0195】
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。
【0196】
（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。
【0197】
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。
【0198】
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。
【0199】
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。
【0200】
（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。
【0201】
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。
【0202】
（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。
【0203】
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。
【0204】
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。
【0205】
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。
【0206】
（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。
【0207】
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。
【0208】
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。
【0209】
（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。
【0210】
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。
【0211】
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。
【0212】
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。
【0213】
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。
【0214】
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。
【0215】
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。
【0216】
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。
【0217】
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。
【0218】
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。
【0219】
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。
【0220】
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。
【0221】
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。
【0222】
（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。
【0223】
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。
【0224】
（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。
【0225】
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。
【0226】
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。
【0227】
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。
【0228】
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。
【0229】
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。
【0230】
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。
【0231】
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。
【0232】
（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。
【0233】
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。
【0234】
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。
【産業上の利用可能性】
【0235】
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。
【符号の説明】
【0236】
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
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【国際調査報告】
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