CN105074902B - 静电卡盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种静电卡盘装置，其能够通过抑制颗粒的产生源来进一步抑制颗粒附着于板状试样的背面，而且能够提高由冷却气体实现的对板状试样的冷却效果。这种静电卡盘装置具备静电卡盘部，该静电卡盘部中，将陶瓷板状体(2)的上表面(2a)作为载置晶片的载置面，在该陶瓷板状体(2)的内部或者背面具备静电吸附用电极，在该静电卡盘装置中，在该上表面(2a)形成有多个突起部(11)，在该上表面(2a)的除去多个突起部(11)之外的区域(12)，形成有多个微小突起部(13)。

Description

静电卡盘装置

技术领域

本发明涉及一种静电卡盘装置，更加详细而言，涉及适于在对硅晶片等半导体基板实施等离子蚀刻等处理时使用的静电卡盘装置。

本申请基于2013年3月29日在日本申请的日本专利申请2013-071739号公报主张优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

近年来，在支撑迅速发展的IT技术的半导体产业中，要求元件的高集成化和高性能化，因此在半导体制造工艺中，也要求进一步提高微细加工技术。该半导体制造工艺中，蚀刻技术也是微细加工技术的重要技术之一，近年来，在蚀刻技术中，能够进行高效且大面积的微细加工的等离子蚀刻技术也成为主流。

例如存在如下技术：在使用硅晶片的LSI的制造工艺中，利用抗蚀剂在硅晶片上形成掩膜图案，在将该硅晶片在真空中支承的状态下，向该真空中导入反应性气体，对该反应性气体施加高频的电场，由此被加速了的电子与气体分子进行碰撞而成为等离子体状态，通过使由该等离子体产生的游离基(自由基)和离子与硅晶片反应，并作为反应生成物进行去除，从而在硅晶片上形成微细图案。

在该等离子蚀刻装置等半导体制造装置中，以往，使用了如下装置作为静电卡盘装置，即，在试样台上简单地安装并固定硅晶片，并且将该硅晶片维持成所希望的温度(专利文献1、2)。

然而，在这种静电卡盘装置中，存在对氧类等离子体或腐蚀性气体的耐性弱，且可能因使用时的放电等而受到损伤的问题，于是，提出了如下静电卡盘装置，即，在陶瓷板状体的下表面设置静电吸附用电极，在该静电吸附用电极经由有机类粘结剂层粘结绝缘层，在该绝缘层经由有机类粘结剂层粘结基座(专利文献3)。

另一方面，作为静电卡盘装置与板状试样之间的热传导特性不大幅改变、颗粒的产生少、能够减少颗粒附着于板状试样背面的静电卡盘装置，提出了如下静电卡盘装置，即，在载置板状试样的载置面设置有多个突起部，在这些突起部中的一部分或全部的顶面设置有1个以上的微小突起部(专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公告平5-87177号公报

专利文献2：日本专利公开平9-283606号公报

专利文献3：日本专利公开2011-077303号公报

专利文献4：日本专利第4739039号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在以往的在吸附面设置有多个突起部、在这些突起部中的一部分或全部的顶面设置有1个以上的微小突起部的静电卡盘装置中，附着于板状试样背面的杂质和/或污垢等进入到板状试样与突起部的顶面之间，因此对于板状试样的一部分异常发热这一情况是有效的，但是仍存在从除去突起部之外的部分的粗糙的吸附面产生颗粒，该颗粒附着于板状试样的背面这一问题。该现象在等离子体清洗后尤其显著。

另外，在等离子蚀刻和/或等离子体清洗等中存在如下问题，由冷却气体产生的针对等离子体的热量入射于板状试样的冷却效果、即向粗糙的吸附面的热传递效果不充分。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供如下静电卡盘装置，其通过抑制颗粒的产生源，能够进一步抑制颗粒附着于板状试样的背面，而且能够提高由冷却气体实现的对板状试样的冷却效果。

用于解决技术课题的手段

本发明人等为了解决上述问题而进行了深入研究，结果发现，若在作为陶瓷板状体的板状试样的载置面的一个主面形成多个突起部，在该一个主面中除去多个突起部之外的区域形成多个微小突起部或多个微小凹部，则这些微小突起部或微小凹部抑制颗粒的产生源，从而进一步抑制颗粒附着于板状试样的背面，并且由冷却气体实现的对板状试样的冷却效果提高，从而完成了本发明。

即，本发明的静电卡盘装置具备静电卡盘部，所述静电卡盘部中，将陶瓷板状体的一个主面作为载置板状试样的载置面，在所述陶瓷板状体的内部或者另一主面具备静电吸附用电极，所述静电卡盘装置的特征在于，在所述一个主面形成有多个突起部，在所述一个主面的除去多个所述突起部之外的区域，形成有多个微小突起部或多个微小凹部。

优选，所述一个主面的除去多个所述突起部之外的区域中的多个所述微小突起部或多个所述微小凹部的总占有面积为所述区域的面积的1％以上且40％以下。

优选，所述微小突起部的高度或所述微小凹部的深度为所述突起部的高度的10％以上且100％以下。

优选，在多个所述突起部各自的上端部，形成有多个第2微小突起部。

优选，所述一个主面的除去多个所述突起部之外的区域的表面粗糙度Ra大于1μm。

优选，所述静电卡盘部，在所述陶瓷板状体的另一主面具备所述静电吸附用电极，在所述静电吸附用电极，经由片状或薄膜状的第1有机类粘结剂层粘结有片状或薄膜状的绝缘层，在该绝缘层，经由第2有机类粘结剂层粘结有支承所述陶瓷板状体的基座。

发明效果

根据本发明的静电卡盘装置，在作为陶瓷板状体的板状试样的载置面的一个主面形成有多个突起部，在该一个主面中除去多个突起部之外的区域形成有多个微小突起部或多个微小凹部，因此能够通过这些微小突起部或微小凹部来抑制颗粒的产生，从而能够进一步抑制颗粒附着于板状试样的背面。另外，能够提高由冷却气体实现的对板状试样的冷却效果。

另外，将静电卡盘部构成为在陶瓷板状体的另一主面具备静电吸附用电极，在该静电吸附用电极，经由片状或薄膜状的第1有机类粘结剂层粘结片状或薄膜状的绝缘层，在该绝缘层经由第2有机类粘结剂层粘结支承陶瓷板状体的基座，若这样设置，则静电吸附用电极通过第1有机类粘结剂层和片状或薄膜状的绝缘层被双重保护，因此能够提高基座及侧面的耐绝缘性。因此，使用时由放电等引起的破损的频率低，还能够减少破损时的颗粒的产生量。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式的静电卡盘装置的剖视图。

图2是示出本发明的第1实施方式的静电卡盘装置的陶瓷板状体的上表面附近的放大剖视图。

图3是示出本发明的第1实施方式的静电卡盘装置的微小突起部的放大剖视图。

图4是示出本发明的第1实施方式的静电卡盘装置的变形例的剖视图。

图5是示出本发明的第2实施方式的静电卡盘装置的陶瓷板状体的上表面附近的放大剖视图。

图6是示出本发明的第2实施方式的静电卡盘装置的微小凹部的放大剖视图。

图7是示出本发明的第3实施方式的静电卡盘装置的陶瓷板状体的上表面附近的放大剖视图。

图8是示出本发明的第4实施方式的静电卡盘装置的陶瓷板状体的上面附近的放大剖视图。

具体实施方式

基于附图，对用于实施本发明的静电卡盘装置的方式进行说明。

此外，该方式是为了更好地理解发明的主旨而具体说明的方式，只要没有特别指定，则并不限定本发明。

[第1实施方式]

图1是示出本发明的第1实施方式的静电卡盘装置的剖视图，图2是示出该静电卡盘装置的陶瓷板状体的上表面附近的放大剖视图。

该静电卡盘装置1中，由以上表面(一个主面)2a为载置晶片(板状试样)W的载置面的陶瓷板状体2、和设置于该陶瓷板状体2的下表面(另一主面)2b侧的静电吸附用电极3构成静电卡盘部4。

在该静电吸附用电极3，经由片状或薄膜状的(第1)有机类粘结剂层5粘结有片状或薄膜状的绝缘层6，在该片状或薄膜状的绝缘层6及静电卡盘部4，经由(第2)有机类粘结剂层7粘结有支承静电卡盘部4并冷却晶片W的底座部(基座)8。

如图2所示，在该陶瓷板状体2的上表面2a设置有多个突起部11。

以下，对该静电卡盘装置1进行详细说明。

陶瓷板状体2为上表面2a被设为载置硅晶片等各种晶片W的载置面的由陶瓷构成的圆板状的构件，且由绝缘性的陶瓷烧结体构成。

作为该陶瓷，只要是体积固有电阻为10¹³～10¹⁵Ω·cm左右且具有机械强度，而且对氧类等离子体或腐蚀性气体具有耐久性的陶瓷即可，并无特别限制，例如能够适当地使用氧化铝(Al₂O₃)烧结体、氮化铝(AlN)烧结体、氧化铝(Al₂O₃)-碳化硅(SiC)复合烧结体等各种烧结体，氧化钇(Y₂O₃)、钇铝石榴石(YAG)、钇铝单斜相(YAM)、钇铝钙钛矿(YAP)等钇化合物，包含稀土类元素(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)的固溶体等。

通过使用这种陶瓷，对氧类等离子体的耐等离子体性、对腐蚀性气体的耐腐蚀性提高，机械强度也提高，可抑制颗粒的产生。

该陶瓷板状体2的厚度优选为0.3mm以上且2.0mm以下。其理由是，若陶瓷板状体2的厚度小于0.3mm，则无法确保陶瓷板状体2的机械强度，另一方面，若陶瓷板状体2的厚度大于2.0mm，则电极面与吸附面之间的距离增加，吸附力降低，并且陶瓷板状体2的热容量变大，与所载置的晶片W的热交换效率降低，难以将晶片W的面内温度维持在所希望的温度模式。

该陶瓷板状体2的上表面2a中除去多个突起部11的区域12的表面粗糙度Ra优选为大于1μm，更优选为大于2μm。

在此，将上表面2a中除去多个突起部11的区域12的表面粗糙度Ra设为大于1μm的理由是，若表面粗糙度Ra为1μm以下，则该上表面2a处的热传递效果不充分，因此不优选。

如图2所示，该陶瓷板状体2中，在其上表面2a，沿该上表面2a的剖面大致呈圆形状的圆柱状的突起部11例如以格子状等间隔或以同心圆状等间隔设置有多个。

该突起部11的直径优选为0.5mm以上，更优选为0.7mm以上。并且，该突起部11的高度优选为15μm以上，更优选为30μm以上。

作为该突起部11，只要是体积固有电阻为10¹³～10¹⁵Ω·cm左右且具有机械强度，而且对氧类等离子体或腐蚀性气体具有耐久性的突起部即可，并无特别的限制，但是若考虑热膨胀差、机械强度、磨削加工的容易度等，则优选为与陶瓷板状体2相同的材料。

作为这种材料，例如可适当地使用氧化铝(Al₂O₃)烧结体、氮化铝(AlN)烧结体、氧化铝(Al₂O₃)-碳化硅(SiC)复合烧结体等各种烧结体，氧化钇(Y₂O₃)、钇铝石榴石(YAG)、钇铝单斜相(YAM)、钇铝钙钛矿(YAP)等钇化合物，包含稀土类元素(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)的固溶体等。

这些突起部11在上表面2a的占有面积优选为2.1×l0⁴mm²以下，更优选为1.0×l0⁴mm²以上且2.0×l0⁴mm²以下。

这是因为，此处若突起部11在上表面2a的占有面积超过2.1×l0⁴mm²，则伴随晶片W的吸附时以及脱离时的晶片W的变形，在突起部11的周边部，该突起部11与晶片W接触，从而杂质对晶片W的附着量增加，并且，在陶瓷板状体2的上表面2a与晶片W之间导入氦等冷却气体时，在晶片W的突起部11上的部分与突起部11上以外的部分之间产生温度差。

在该陶瓷板状体2的上表面2a中除去这些突起部11的区域12，沿该上表面2a的剖面呈大致圆形状的圆柱状的微小突起部13例如以彼此均等的间隔设置有多个，这些微小突起部13各自的顶面13a与区域12及突起部11的顶面11a平行。

该微小突起部13的直径优选为100μm以下，更优选为60μm以下。并且，该微小突起部13的高度优选为突起部11的高度H的10％以上且100％以下，例如为3μm以上且30μm以下。另外，这些微小突起部13之间的间隔优选为20μm以上，更优选为50μm以上。

作为该微小突起部13，与突起部11同样，只要是体积固有电阻为10¹³～10¹⁵Ω·cm左右且具有机械强度，而且对氧类等离子体或腐蚀性气体具有耐久性的突起部即可，并无特别的限制，而若考虑热膨胀差、机械强度、磨削加工的容易度等，则优选为与陶瓷板状体2相同的材料。

作为这种材料，例如能够适当地使用氧化铝(Al₂O₃)烧结体、氮化铝(AlN)烧结体、氧化铝(Al₂O₃)-碳化硅(SiC)复合烧结体等各种烧结体，氧化钇(Y₂O₃)、钇铝石榴石(YAG)、钇铝单斜相(YAM)、钇铝钙钛矿(YAP)等钇化合物，包含稀土类元素(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)的固溶体等。

这些微小突起部13在该上表面2a中除去突起部11之外的区域12中的总占有面积，优选为该区域12的面积的1％以上且40％以下，更优选为5％以上且35％以下，进一步优选为10％以上且30％以下。

在此，将这些微小突起部13在区域12中的总占有面积的比例设为区域12的面积的1％以上且40％以下的理由是，该范围是能够发挥本申请发明的效果的范围。此外，若这些微小突起部13在区域12中的总占有面积的比例在上述范围之外，则会失去在区域12设置微小突起部13的技术意义，导致无法发挥本申请发明的效果，因此不优选。

如图3所示，该微小突起部13具有中央部的平坦的顶面13a、和形成于该顶面13a的外周部的截面半径为R的曲面部13b。

设置于该区域12的微小突起部13的数量，只要在上述总占有面积的比例满足上述范围的范围内设定即可，并无特别的限制，每0.1mm²的单位面积通常有10～20个。

该微小突起部13的形状并无特别的限制，除了上述圆柱状以外，还可以适当地使用棱柱状、圆锥台状、棱锥台状等。

另外，为了避免He等冷却气体泄漏，在该上表面2a的周缘部，以环绕该上表面2a的周缘部一圈的方式形成有沿着该周缘部连续且与突起部11高度相同的壁部(省略图示)。

静电吸附用电极3被用作用于产生电荷而利用静电吸附力将晶片W固定于陶瓷板状体2的载置面的静电卡盘用电极，根据其用途，可适当调整其形状及大小。

作为构成该静电吸附用电极3的材料，能够适当地使用作为非磁性材料的金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)等金属，钛、钨、钼、铂等高熔点金属，石墨、碳等碳材料，碳化硅(SiC)、氮化钛(TiN)、碳化钛(TiC)、碳化钨(WC)等导电性陶瓷，TiC-Ni系、TiC-Co系、B₄C-Fe系等金属陶瓷等。这些材料的热膨胀系数优选尽可能近似于陶瓷板状体2的热膨胀系数。

该静电吸附用电极3的厚度并无特别的限定，当作为等离子体产生用电极而使用时，优选为0.1μm以上且100μm以下，尤其优选为5μm以上且20μm以下。其理由是若厚度小于0.1μm，则无法充分地确保导电性，另一方面，若厚度超过100μm，则因陶瓷板状体2与静电吸附用电极3之间的热膨胀差，而龟裂容易进入到陶瓷板状体2与静电吸附用电极3的接合界面，并且无法用有机类粘结剂层5来覆盖静电吸附用电极3与陶瓷板状体2之间的高低差，侧面方向的绝缘性降低。

这种厚度的静电吸附用电极3能够通过溅射法和蒸镀法等成膜法或者丝网印刷法等的涂布法而容易形成。

在该静电卡盘装置中，将晶片W载置于突起部11各自的顶面11a，在该晶片W与静电吸附用电极3之间施加预定的电压，从而成为能够利用静电力将晶片W吸附并固定于突起部11各自的顶面11a上的构造。

有机类粘结剂层5为由丙烯酸、环氧树脂、聚乙烯等构成的片状或薄膜状的粘结剂，优选为热压接式有机类粘结剂片或薄膜。

其理由是，热压接式有机类粘结剂片或薄膜重叠于静电吸附用电极3上，并在真空抽取之后进行热压接，由此在与静电吸附用电极3之间不易产生气泡等，从而不易剥离，且能够良好地保持静电卡盘部4的吸附特性和耐电压特性。

该有机类粘结剂层5的厚度并无特别的限定，若考虑粘结强度及处理容易度等，则优选为40μm以上且100μm以下，更优选为55μm以上且100μm以下。

若厚度为55μm以上且100μm以下，则与静电吸附用电极3的界面的粘结强度进一步提高，另外，该有机类粘结剂层5的厚度进一步变得均一，其结果，陶瓷板状体2与基座8之间的热传导率变得均一，被载置的晶片W的冷却特性被均一化，该晶片W的面内温度被均一化。

此外，若该有机类粘结剂层5的厚度小于40μm，则静电卡盘部4与底座部8之间的热传导性变得良好，但是无法弥补由粘结层的热软化引起的静电吸附用电极3的高低差，容易产生与静电吸附用电极3的界面之间的剥离，因此不优选，另一方面，若厚度超过100μm，则无法充分地确保静电卡盘部4与底座部8之间的热传导性，冷却效率会降低，因此不优选。

如此，通过将有机类粘结剂层5设为片状或薄膜状的粘结剂，有机类粘结剂层5的厚度被均一化，且陶瓷板状体2与底座部8之间的热传导率变得均一。从而，晶片W的冷却特性被均一化，该晶片W的面内温度被均一化。

绝缘层6是由聚酰亚胺、聚酰胺、芳族聚酰胺等能够承受静电卡盘部4的施加电压的绝缘性树脂构成的片状或薄膜状绝缘材料，该绝缘层6的外周部比陶瓷板状体2的外周部靠内侧。

如此，通过将绝缘层6设置在比陶瓷板状体2靠内侧，该绝缘层6对氧类等离子体的耐等离子体性、对腐蚀性气体的耐腐蚀性提高，也可抑制颗粒等的产生。

该绝缘层6的厚度优选为10μm以上且200μm以下，更优选为10μm以上且70μm以下。

这是因为若该绝缘层6的厚度小于10μm，则对静电吸附用电极3的绝缘性降低，静电吸附力也减弱，变得无法良好地将晶片W固定于载置面，另一方面，若厚度超过200μm，则变得无法充分确保静电卡盘部4与底座部8之间的热传导性，且冷却效率降低。

有机类粘结剂层7，将静电卡盘部4及绝缘层6与底座部8进行粘结和固定，并且被设置成覆盖静电吸附用电极3、有机类粘结剂层5及绝缘层6，从而保护它们免受氧类等离子体和/或腐蚀性气体的影响，优选耐等离子体性高、热传导率高、来自底座部8的冷却效率高的材料，例如优选为作为耐热性、弹性优异的树脂的硅类树脂组合物。

该硅类树脂组合物为具有硅氧键(Si-O-Si)的硅化合物，例如能够用下式(1)或式(2)的化学式来表示。

[式1]

其中，R为H或烃基(C_nH_2n+1-：n为整数)。

[式2]

其中，R为H或烃基(C_nH_2n+1-：n为整数)。

作为这种硅树脂，尤其优选使用热固化温度为70℃～140℃的硅树脂。

在此，若热固化温度小于70℃，则在将静电卡盘部4及绝缘层6与底座部8接合时，会在接合过程的中途开始固化，有可能对接合作业带来阻碍，因此不优选，另一方面，若热固化温度超过140℃，则无法吸收静电卡盘部4及绝缘层6与底座部8之间的热膨胀差，不仅陶瓷板状体2的载置面的平坦度会降低，而且静电卡盘部4及绝缘层6与底座部8之间的接合力也会降低，有可能在它们之间产生剥离，因此不优选。

有机类粘结剂层7的热传导率优选为0.25W/mk以上，更优选为0.5W/mk以上。

在此，将有机类粘结剂层7的热传导率限定为0.25W/mk以上的理由是，若热传导率小于0.25W/mk，则来自底座部8的冷却效率会降低，无法有效地对载置于静电卡盘部4的上表面2a的晶片W进行冷却。

该第2有机类粘结剂层7的厚度优选为50μm以上且300μm以下，更优选为100μm以上且200μm以下。

若该第2有机类粘结剂层7的厚度小于50μm，则变得过薄，其结果，无法充分地确保粘结强度，有可能在绝缘层6及静电卡盘部4与底座部8之间产生剥离等，另一方面，若厚度超过300μm，则无法充分地确保绝缘层6及静电卡盘部4与底座部8之间的热传导性，冷却效率会降低。

另外，通过将上述有机类粘结剂层5的热传导率及绝缘层6的热传导率设为与有机类粘结剂层7的热传导率相等或比其小，能够抑制有机类粘结剂层7的温度上升，能够减小由该有机类粘结剂层7的厚度的不均引起的面内温度的不均，其结果，能够使所载置的晶片W的温度均一化，能够使该晶片W的面内温度均一化，因此优选。

优选，在该有机类粘结剂层7中，含有平均粒径为1μm以上且10μm以下的填料，例如在氮化铝(AlN)粒子的表面形成有由氧化硅(SiO₂)构成的覆盖层的表面覆盖氮化铝(AlN)粒子。

该表面覆盖氮化铝(AlN)粒子是为了改善硅树脂的热传导性而混入的，通过调整其混入率，能够控制有机类粘结剂层7的热传导率。

底座部8用于通过冷却静电卡盘部4而将其调整为所希望的温度图案，由此对所载置的晶片W进行冷却而调整温度，而且是具有厚度的圆板状的构建，其躯体与外部的高频电源(省略图示)连接。在该底座部8的内部，根据需要形成有使冷却用或温度调节用的水、绝缘性的制冷剂循环的流路。

另外，也有时在吸附面与晶片之间形成使He气体、N₂气体等热介质循环的流路。

作为构成该底座部8的材料，只要是热传导性、导电性、加工性优异的金属、金属-陶瓷复合材料中的任一种即可，无特别的限制，例如可适当地使用铝(Al)、铜(Cu)、不锈钢(SUS)等。该底座部8的侧面即至少暴露于等离子体的面，优选被实施氧化铝膜处理，或者由氧化铝、氧化钇等绝缘性的喷涂材料覆盖。

该底座部8中，至少对暴露于等离子体的面实施了氧化铝膜处理或者绝缘膜的成膜，由此除了提高耐等离子体性以外，还可防止异常放电，因此，提高了耐等离子体稳定性。另外，表面不易受到损伤，因此能够防止产生瑕疵。

接着，对该静电卡盘装置1的制造方法进行说明。

首先，通过公知的方法来制作静电卡盘部4和底座部8。

静电卡盘部4能够通过如下方法得到，即，使用例如丙酮对陶瓷板状体2的下表面2b进行脱脂和清洗，在该下表面2b，使用溅射法和/或蒸镀法等的成膜法或者丝网印刷法等的涂布法来形成静电吸附用电极3。优选，该陶瓷板状体2的厚度，考虑贴合底座部8之后的磨削去除量而设为较厚。

另外，底座部8能够通过如下方法得到，即，对金属、金属-陶瓷复合材料中的任一种材料实施机械加工，根据需要，实施氧化铝膜处理或绝缘膜的成膜，接着，使用例如丙酮进行脱脂和清洗。

接着，准备片状或薄膜状的有机类粘结剂和片状或薄膜状的绝缘材料，并利用层压装置将它们进行贴合而临时粘结，作为带有片状或薄膜状的有机类粘结剂的绝缘材料。

接着，使用冲压成型机，将该带有机类粘结剂的绝缘材料脱模加工成直径小于陶瓷板状体2的形状。

接着，将该脱模后的带有机类粘结剂的绝缘材料粘贴于静电卡盘部4的静电吸附用电极3，使用真空热压机等热压接装置，在大气压下，或者在1Pa以下的减压下，在加热的同时进行加压(热压接)，将有机类粘结剂层5及绝缘层6热压接于静电卡盘部4的静电吸附用电极3上。

接着，使用例如丙酮对底座部8的与静电卡盘部4上的绝缘层6的接合面进行脱脂和清洗，使用例如棒涂布机，以一定的厚度将硅类树脂组合物涂布于该接合面上。

接着，在该涂布面载置静电卡盘部4上的绝缘层6，使硅类树脂组合物固化。由此，该硅树脂组合物的固化体成为有机类粘结剂层7。

接着，对陶瓷板状体2的上表面2a进行磨削加工，将陶瓷板状体2的厚度调整为所希望的厚度，并且，对该陶瓷板状体2的上表面2a实施点加工(ドット加工)，在该上表面2a形成突起部11，在该上表面2a中除去突起部11之外的区域12形成微小突起部13，将突起部11的上表面11a设为载置晶片W的载置面。

如以上那样，能够获得本实施方式的静电卡盘装置1。

如以上所说明，根据本实施方式的静电卡盘装置1，在陶瓷板状体2的上表面2a形成有多个突起部11，在该上表面2a中除去多个突起部11之外的区域12形成有多个微小突起部13，因此通过这些微小突起部13能够抑制在上表面2a上产生颗粒，由此能够进一步抑制颗粒(パーティクル)附着于晶片W的背面。另外，能够提高由冷却气体实现的对晶片W的冷却效果。

另外，静电卡盘部由以上表面2a为载置晶片W的载置面的陶瓷板状体2和设置于该陶瓷板状体2的下表面2b侧的静电吸附用电极3构成，在该静电吸附用电极3经由有机类粘结剂层5粘结绝缘层6，在该绝缘层6经由有机类粘结剂层7粘结基座8，因此静电吸附用电极3通过有机类粘结剂层5和绝缘层6被双重保护，因此，能够提高基座8及侧面的耐绝缘性。从而，能够降低由使用时的放电等引起的破损频率，还能够减少破损时颗粒的产生量。

图4是示出本实施方式的静电卡盘装置的变形例的剖视图，该静电卡盘装置21与上述静电卡盘装置1的不同点在于，以覆盖静电吸附用电极3的下表面及侧面的方式形成有片状或薄膜状的(第1)有机类粘结剂层22，以覆盖该有机类粘结剂层22的下表面及侧面的方式粘结有片状或薄膜状的绝缘层23，在该片状或薄膜状的绝缘层23及静电卡盘部4上，经由有机类粘结剂层7粘结有支承静电卡盘部4并对晶片W进行冷却的底座部8。

在静电卡盘装置21中，也如图2及图3所示，在陶瓷板状体2的上表面2a形成有多个突起部11，在该上表面2a中除去多个突起部11之外的区域12形成有多个微小突起部13。

如上所述，在该静电卡盘装置21中，也与上述静电卡盘装置1完全相同地，能够通过这些微小突起部13来抑制在上表面2a上产生颗粒，从而能够进一步抑制颗粒附着于晶片W的背面。另外，能够提高由冷却气体实现的对晶片W的冷却效果。

而且，因为以覆盖静电吸附用电极3的下表面及侧面的方式形成片状或薄膜状的有机类粘结剂层22，以覆盖该有机类粘结剂层22的下表面及侧面的方式粘结片状或薄膜状的绝缘层23，因此能够提高静电吸附用电极3的耐电压。

[第2实施方式]

图5是示出本发明的第2实施方式的静电卡盘装置的陶瓷板状体的上表面附近的放大剖视图，本实施方式的静电卡盘装置31与第1实施方式的静电卡盘装置1的不同点在于，在第1实施方式的静电卡盘装置1中，在陶瓷板状体2的上表面2a中除去突起部11之外的区域12设置有多个微小突起部13，与此相对，在本实施方式的静电卡盘装置31中，取代微小突起部13，而在陶瓷板状体2的上表面2a中除去突起部11之外的区域12设置有多个微小凹部32，关于其他方面，与第1实施方式的静电卡盘装置1完全相同，因此省略说明。

这些微小凹部32中，在陶瓷板状体2的上表面2a中除去突起部11之外的区域12，沿着该上表面2a的剖面呈大致圆形状的圆筒状微小凹部32例如以彼此相等的间隔设置有多个，这些微小凹部32各自的底面32a与区域12及突起部11的顶面11a平行。

该微小凹部32的开口部的直径(开口直径)优选为100μm以下，更优选为60μm以下。并且该微小凹部32的深度d优选为突起部11的高度H的10％以上且100％以下，例如3μm以上且30μm以下。另外，这些微小凹部32之间的间隔优选为20μm以上，更优选为60μm以上。

这些微小凹部32在该上表面2a中除去突起部11之外的区域12中的总占有面积，优选为该区域12的面积的1％以上且40％以下，更优选为5％以上且35％以下，进一步优选为10％以上且30％以下。

在此，将这些微小凹部32在区域12中的总占有面积的比例设为区域12的面积的1％以上且40％以下的理由是，该范围是能够发挥本申请发明的效果的范围。另外，若这些微小凹部32在区域12中的总占有面积的比例在上述范围之外，则会失去在区域12设置微小凹部32的技术意义，导致无法发挥本申请发明的效果，因此不优选。

如图6所示，该微小凹部32具有中央部的平坦的底面32a和形成于该底面32a的外周部的剖面半径为R的曲面部32b。

设置于该区域12的微小凹部32的数量，只要在上述总占有面积的比例满足上述范围的范围内设定即可，并无特别的限制，每0.1mm²的单位面积通常有10～20个。

该微小凹部32的形状并无特别的限制，除了上述圆筒状以外，还能够适当地使用方筒状、研钵状、V字状等。

在第1实施方式的静电卡盘装置1的制造方法中，该微小凹部32能够通过如下方法而得到，例如，对陶瓷板状体2的上表面2a进行磨削加工，将陶瓷板状体2的厚度调整为所希望的厚度，并且对该陶瓷板状体2的上表面2a实施点加工，在该陶瓷板状体2的上表面2a形成突起部11，在该上表面2a中除去突起部11的区域12形成微小凹部32。

在本实施方式的静电卡盘装置31中，也与第1实施方式的静电卡盘装置1同样，能够通过这些微小凹部32来抑制在上表面2a产生颗粒，从而能够进一步抑制颗粒附着于晶片W的背面。另外，能够提高由冷却气体实现的对晶片W的冷却效果。

此外，在陶瓷板状体2的上表面2a中除去突起部11之外的区域12设置多个微小凹部32来代替微小突起部13，这一点也能够适用于上述静电卡盘装置21，能够起到与本实施方式的静电卡盘装置31完全相同的效果。

[第3实施方式]

图7是示出本发明的第3实施方式的静电卡盘装置的陶瓷板状体的上表面附近的放大剖视图，本实施方式的静电卡盘装置41与第1实施方式的静电卡盘装置1的不同点在于，在第1实施方式的静电卡盘装置1中，在陶瓷板状体2的上表面2a中除去突起部11之外的区域12设置有多个微小突起部13，与此相对，在本实施方式的静电卡盘装置41中，在陶瓷板状体2的上表面2a中除去突起部11之外的区域12设置有多个微小突起部13，并且在突起部11的顶面(上端部)11a设置有多个(第2)微小突起部42，而关于其他方面，与第1实施方式的静电卡盘装置1完全相同，因此省略说明。

从热膨胀差、机械特性等方面考虑，优选该微小突起部42与微小突起部13的材料相同。

这些微小突起部42各自的顶面42a与突起部11的顶面11a平行。

该微小突起部42的直径优选为60μm以下，更优选为45μm以下。另外，该微小突起部42的高度优选为突起部11的高度H的10％以上且100％以下，例如3μm以上且30μm以下。另外，这些微小突起部42之间的间隔优选为20μm以上，更优选为60μm以上。

这些微小突起部42在突起部11的顶面11a中的总占有面积优选为该顶面11a的面积的1％以上且40％以下，更优选为5％以上且35％以下，进一步优选为10％以上且30％以下。

通过将这些微小突起部42在突起部11的顶面11a中的总占有面积的比例设为上述范围，附着于晶片的背面的杂质和污垢等容易从晶片剥离，能够防止晶片的异常发热。

在本实施方式的静电卡盘装置41中，也与第1实施方式的静电卡盘装置1同样，能够通过这些微小突起部13来抑制在上表面2a产生颗粒，由此能够进一步抑制颗粒附着于晶片W的背面。另外，能够提高由冷却气体实现的对晶片W的冷却效果。

而且，在突起部11的顶面11a设置有多个微小突起部42，因此附着于晶片的背面的杂质和/或污垢等容易从晶片剥离，能够防止晶片的异常发热。

此外，在陶瓷板状体2的上表面2a中除去突起部11之外的区域12设置有多个微小突起部13，并且在突起部11的顶面11a设置有多个微小突起部42，这一点也能够适用于上述静电卡盘装置21，能够起到与本实施方式的静电卡盘装置41完全相同的效果。

[第4实施方式]

图8是示出本发明的第4实施方式的静电卡盘装置的陶瓷板状体的上表面附近的放大剖视图，本实施方式的静电卡盘装置51与第2实施方式的静电卡盘装置31的不同点在于，在第2实施方式的静电卡盘装置31中，在陶瓷板状体2的上表面2a中除去突起部11之外的区域12设置有多个微小凹部32，与此相对，在本实施方式的静电卡盘装置51中，在陶瓷板状体2的上表面2a中除去突起部11之外的区域12设置有多个微小凹部32，另外，在突起部11的顶面(上端部)11a设置有多个(第2)微小突起部42，这些微小突起部42的形状和材质等、以及其他方面与第2及第3实施方式的静电卡盘装置31、41完全相同，因此省略说明。

在本实施方式的静电卡盘装置51中，也与第2实施方式的静电卡盘装置31同样，能够通过这些微小凹部32来抑制在上表面2a产生颗粒，由此能够进一步抑制颗粒附着于晶片W的背面。另外，能够提高由冷却气体实现的对晶片W的冷却效果。

此外，在突起部11的顶面11a设置有多个微小突起部42，因此附着于晶片的背面的杂质和/或污垢等容易从晶片剥离，由此能够防止晶片的异常发热。

此外，在陶瓷板状体2的上表面2a中除去突起部11之外的区域12设置有多个微小凹部32，并且在突起部11的顶面11a设置有多个微小突起部42，这一点也能够适用于上述静电卡盘装置21，能够发挥与本实施方式的静电卡盘装置51完全相同的效果。

实施例

以下，通过实施例及比较例对本发明进行了具体的说明，但是本发明并不限定于这些实施例。

“实施例1”

首先，准备了由含有8质量％的SiC的Al₂O₃-SiC复合烧结体构成的陶瓷板状体2。该陶瓷板状体2是直径为298mm、厚度为2mm的圆板状。

使用丙酮对该陶瓷板状体2的下表面进行脱脂和清洗，在该下表面，使用丝网印刷法涂布导电膏FC415(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)，在大气压下，在300℃下烧成10小时，形成厚度为10μm的静电吸附用电极，作为静电卡盘部。

另外，准备了表面被实施氧化铝膜处理的由铝构成的底座部。该底座部为直径为395mm、厚度为29mm的圆板状。

接着，准备成为绝缘层的厚度为50μm的聚酰亚胺薄膜200H(DU PONT-TORAY CO.,LTD.制造)、成为有机类粘结剂层5的厚度为60μm的环氧树脂类热粘结片，并利用辊式层压机(层压装置)在80℃下将它们临时粘结，作为带有机类粘结剂的绝缘薄膜。

接着，利用成型机，将该带有机类粘结剂的绝缘薄膜脱模加工成直径小于陶瓷板状体2的形状。

接着，将该进行了脱模的带有机类粘结剂的绝缘薄膜粘贴于静电卡盘部的静电吸附用电极，使用真空热压机，在1Pa以下的减压下，且在160℃、5MPa的条件下进行热压接，将带有机类粘结剂的绝缘薄膜热压接于静电卡盘部的静电吸附用电极上。

该带有机类粘结剂的绝缘薄膜对可见光是透明的，因此能够容易确认有无气泡。

接着，使用丙酮对底座部的与静电卡盘部的接合面进行脱脂和清洗，在该接合面上，利用棒涂布机以200μm的厚度涂布作为硅类树脂组合物的包含30体积％的氮化铝(AlN)的硅树脂(AlN30v/v％-硅树脂)。

接着，在该塗布面载置静电卡盘部，使上述AlN30v/v％-硅树脂固化，将底座部和静电卡盘部进行粘结和固定。

接着，对静电卡盘部的上表面进行磨削加工，并将陶瓷板状体的厚度调整为0.5mm，对该陶瓷板状体的上表面实施点加工，在该上表面形成直径为500μm、高度为15μm的圆柱状的突起部以及直径为40μm、高度为10μm的圆柱状微小突起部，并使得在该上表面中除去突起部之外的区域中的微小突起部的总占有面积为20％，从而制作出实施例1的静电卡盘装置。

在该静电卡盘装置中，该上表面中除去突起部之外的区域中的表面粗糙度Ra为1.1μm。

在使用该静电卡盘装置对硅晶片实施了等离子蚀刻后，能够确认抑制颗粒的产生。并且，硅晶片表面的面内温度差处于±1.5℃的范围内，能够确认由冷却气体实现的冷却效果。

“实施例2”

在陶瓷板状体的上表面形成直径为500μm、高度为15μm的圆柱状的突起部以及直径为40μm、深度为10μm的圆筒状微小凹部，并且使得在该上表面中除去突起部之外的区域中的微小凹部的总占有面积成为30％，除此之外，以与实施例1相同的方式，制作出实施例2的静电卡盘装置。

在该静电卡盘装置中，在该上表面中除去突起部之外的区域中的表面粗糙度Ra为2.1μm。

在使用该静电卡盘装置对硅晶片实施了等离子蚀刻后，能够确认抑制颗粒的产生。并且，硅晶片表面的面内温度差处于±1℃的范围内，能够确认由冷却气体实现的冷却效果。

“实施例3”

在陶瓷板状体的上表面，形成直径为500μm、高度为15μm的圆柱状的突起部以及直径为40μm、高度为10μm的圆柱状的微小突起部，并且使得该上表面中除去突起部之外的区域中的微小突起部的总占有面积为20％，另外，在这些突起部的顶面形成有45个直径为40μm、高度为4μm的圆柱状的微小突起部，除此之外，以与实施例1相同的方式，制作出实施例3的静电卡盘装置。

在该静电卡盘装置中，在该上表面中除去突起部之外的区域中的表面粗糙度Ra为1.3μm。另外，形成于这些突起部顶面的微小突起部在顶面上的总占有面积为该顶面面积的29％。

在使用该静电卡盘装置对硅晶片实施了等离子蚀刻后，能够确认抑制颗粒的产生。并且，硅晶片表面的面内温度差处于±1℃的范围内，能够确认由冷却气体实现的冷却效果。

“实施例4”

在陶瓷板状体的上表面，形成有直径为500μm、高度为15μm的圆柱状的突起部以及直径为40μm、深度为10μm的圆筒状的微小凹部，并且使得在该上表面中除去突起部之外的区域中的微小凹部的总占有面积为20％，另外，在这些突起部的顶面形成20个直径为40μm、高度为5μm的圆柱状的微小突起部，除此之外，以与实施例1相同的方式，制作出实施例4的静电卡盘装置。

在该静电卡盘装置中，在该上表面中除去突起部之外的区域中的表面粗糙度Ra为2.3μm。并且形成于这些突起部的顶面的微小突起部在顶面上的总占有面积为该顶面面积的13％。

在使用该静电卡盘装置对硅晶片实施了等离子蚀刻后，能够确认抑制颗粒的产生。并且，硅晶片表面的面内温度差处于±0.5℃的范围内，能够确认由冷却气体实现的冷却效果。

“比较例”

除了在陶瓷板状体的上表面未形成突起部及微小突起部之外，以与实施例1相同的方式，制作出比较例的静电卡盘装置。

在使用该静电卡盘装置对硅晶片实施了等离子蚀刻后，确认了在硅晶片的背面附着有颗粒。并且，硅晶片表面的面内温度差为较大的±3℃，能够确认由冷却气体实现的冷却效果不充分。

产业上的可利用性

本发明适用于如下静电卡盘装置，抑制颗粒的产生源，进一步抑制颗粒附着于板状试样的背面，由此能够提高由冷却气体实现的对板状试样的冷却效果。

符号说明

1-静电卡盘装置，2-陶瓷板状体，2a-上表面(一个主面)，2b-下表面(另一主面)，3-静电吸附用电极，4-静电卡盘部，5-(第1)有机类粘结剂层，6-绝缘层，7-(第2)有机类粘结剂层，8-底座部(基座)，11-突起部，12-除去突起部的区域，13-微小突起部，21-静电卡盘装置，22-(第1)有机类粘结剂层，23-绝缘层，31-静电卡盘装置，32-微小凹部，41-静电卡盘装置，42-(第2)微小突起部，51-静电卡盘装置。

Claims (6)

1.一种静电卡盘装置，其具备静电卡盘部，所述静电卡盘部中，将陶瓷板状体的一个主面作为载置板状试样的载置面，在所述陶瓷板状体的内部或者另一主面具备静电吸附用电极，所述静电卡盘装置的特征在于，

在所述一个主面形成有多个突起部，在所述一个主面的除去多个所述突起部之外的区域，形成有多个圆柱状、棱柱状、圆锥台状或者棱锥台状的微小突起部或多个圆筒状、方筒状、研钵状或者V字状的微小凹部。

2.根据权利要求1所述的静电卡盘装置，其特征在于，

所述一个主面的除去多个所述突起部之外的区域中的多个所述微小突起部或多个所述微小凹部的总占有面积为所述区域的面积的1％以上且40％以下。

3.根据权利要求1或2所述的静电卡盘装置，其特征在于，

所述微小突起部的高度或所述微小凹部的深度为所述突起部的高度的10％以上且100％以下。

4.根据权利要求1或2所述的静电卡盘装置，其特征在于，

在多个所述突起部各自的上端部，形成有多个第2微小突起部。

5.根据权利要求1或2所述的静电卡盘装置，其特征在于，

所述一个主面的除去多个所述突起部之外的区域的表面粗糙度Ra大于1μm。

6.根据权利要求1或2所述的静电卡盘装置，其特征在于，

所述静电卡盘部在所述陶瓷板状体的另一主面具备所述静电吸附用电极，

在所述静电吸附用电极，经由片状或薄膜状的第1有机类粘结剂层粘结有片状或薄膜状的绝缘层，

在该绝缘层，经由第2有机类粘结剂层粘结有支承所述陶瓷板状体的基座。