静电卡盘装置的制作方法

日期:2019-05-16 04:58:03


本发明涉及一种设置有加热元件的静电卡盘装置,并且涉及一种静电卡盘装置、静电卡盘控制装置、程序及静电卡盘控制方法。

本申请基于2014年11月20日在日本申请的日本专利申请2014-235737号、2014年11月20日在日本申请的日本专利申请2014-235454号、2015年3月18日在日本申请的日本专利申请2015-054573号及2015年3月18日在日本申请的日本专利申请2015-054985号主张优先权,在此援引其内容。



背景技术:

在等离子体蚀刻装置、等离子体CVD装置等使用等离子体的半导体制造装置中,以往,使用静电卡盘装置作为将晶圆简单地安装并固定于试料台,且将该晶圆维持为所希望的温度的装置。

在等离子体蚀刻装置中,若将等离子体照射于固定在静电卡盘装置的晶圆,则晶圆的表面温度上升。为了抑制该表面温度的上升,使水等冷却介质在静电卡盘装置的温度调节用基座部循环,从下侧冷却晶圆。然而,根据该冷却状态,在晶圆面内产生温度分布。例如,在晶圆的中心部温度变高,在边缘侧温度变低。并且,因等离子体蚀刻装置的结构、方式的不同等而等离子体的生成状态发生变化。随着该等离子体生成状态的变化,而在晶圆的面内温度分布上产生差异。并且,即使设为在晶圆上进行各种成膜的装置,也会受到成膜条件、成膜室内的气氛控制的影响,从而晶圆面内产生温度分布。

由此,提出有在静电卡盘部与温度调节用基座部之间安装有加热部件的带加热器功能的静电卡盘装置(专利文献1)。

该带加热器功能的静电卡盘装置能够在晶圆内局部造成温度分布。因此对应于膜沉积速度、等离子体蚀刻速度而能够适当地设定晶圆的面内温度分布。通过设定晶圆的面内温度分布而能够有效地进行晶圆上的图案形成等局部的膜形成、局部的等离子体蚀刻。

在利用等离子体的蚀刻装置或CVD(Chemical Vapor Deposition)装置等中,所使用的是使用静电卡盘(ESC:Electrostatic chuck)的静电卡盘装置。

静电卡盘装置具备具有载置硅晶圆等板状试料的载置面以及静电吸附用电极的静电卡盘部,通过使该静电卡盘用电极产生电荷,由静电吸附力将该板状试料固定于该载置面。并且,静电卡盘装置有时具备加热器(例如,参考专利文献2。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-300491号公报

专利文献2:日本特开平11-163109号公报



技术实现要素:

发明要解决的技术课题

近年来,在等离子体蚀刻装置中,随着半导体装置的配线的微细化等,而比以往更严格地要求蚀刻速率的均匀性。基于等离子体蚀刻的蚀刻速度受到等离子体的密度、晶圆表面温度、蚀刻气体的浓度分布等的影响。由于在晶圆面内具有等离子体密度、蚀刻气体浓度的分布,因此需要以更高精度控制晶圆表面温度的均匀性以及晶圆面内温度分布的调节。

并且,也要求对应于多种膜的蚀刻而在短时间内进行蚀刻温度的变更,形成较窄的面内温度分布。为了实现这些而需要增加对加热器的电力供给量,并需要将温度调节用基座部的控制温度与静电卡盘装置的吸附面的温度差设得较大。然而,随着温度调节用基座部的控制温度与吸附面的温度差的增加,晶圆上的同一圆周上的温度均匀性有变差的倾向。

作为该对策,以往,以同心圆状配置多个加热器而进行温度控制、以及增加同心圆状的径向的加热器的分割数量,由此能够改善晶圆面内的温度控制性、均热性。

然而,若加热器的分割数量增加,则存在的问题是赋予晶圆面内温度分布的状态及升降温时的温度调节的难易度增加。并且,若加热器的分割数量增加,则随之静电卡盘装置的结构变得复杂。

本发明是鉴于所述现有问题而完成的,本发明的课题在于,提供一种即使是具备分割为多个的加热器的结构,也可以以简便的结构对由各加热器所加热的区域进行均匀的温度控制的静电卡盘装置、以及提供一种能够以高精度进行使用加热器的温度控制的静电卡盘装置、静电卡盘控制装置、程序及静电卡盘控制方法。

用于解决技术课题的手段

本发明作为解决所述课题的手段而具有以下结构。

本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置具备:静电卡盘部,在一主面上具有载置板状试料的载置面,并且具备静电吸附用电极;温度调节用基座部,相对于所述静电卡盘部而配置于与所述载置面相反的一侧,并对所述静电卡盘部进行冷却;高频产生用电极,以层状配置于所述静电卡盘部与所述温度调节用基座部之间;高频电源,连接于所述高频产生用电极;第1加热元件,包括以层状配置于所述高频产生用电极与所述温度调节用基座部之间的多个主加热器;及保护电极,以层状配置于所述高频产生用电极与所述第1加热元件之间。

根据该结构,保护电极阻断从高频产生用电极产生的高频。因此能够抑制构成第1加热元件的加热器电源因高频而受到影响。并且,能够去除第1加热元件用高频截止滤波器。即,有助于避免静电卡盘装置的结构变得复杂,并有助于降低静电卡盘装置的制作成本。

在本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置中,能够采用如下结构:在所述第1加热元件与所述保护电极之间或者在所述第1加热元件与所述温度调节用基座部之间,还具备包括以层状配置的多个副加热器的第2加热元件。

根据该结构,除了保护电极以外,配置于保护电极侧的第1加热元件或第2加热元件也阻断从高频产生用电极产生的高频。从而,能够进一步抑制配置于温度调整用基座部侧的第1加热元件或第2加热元件受到高频的影响。即,能够进一步降低在该加热器的加热器电源中高频作为干扰而泄漏,且加热器电源的动作及性能受损的可能性。

并且,根据该结构,能够单独控制被分割为多个主加热器的各区域的温度分布,并且能够由副加热器对各区域内的温度调节进行微调。因此,在保持有板状试料时,即使因等离子体的生成状态、成膜条件的变动而在板状试料中欲产生局部的温度分布,也能够通过基于副加热器来微调温度而抑制温度分布。因此,在应用于蚀刻装置、成膜装置的情况下,有助于提高蚀刻速率的均匀性,并有助于控制局部的蚀刻速率及提高成膜的稳定性。

在本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置中采用如下结构:所述保护电极具有沿其圆周方向延伸的第1传热势垒。

根据该结构,经由保护电极而能够抑制沿平面方向进行导热,并能够进一步提高每一个区域的温度控制性。在静电卡盘装置中,在平面方向中可容许向同心圆方向(周向)的导热。另一方面,径向的导热会成为均热性的阻碍因素。因此通过对保护电极的径向进行热分离而能够进一步提高静电卡盘装置的温度控制性。

在本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置中能够采用如下结构:构成所述第1加热元件的所述多个主加热器在所述圆形区域中以同心状配置,所述保护电极的所述第1传热势垒设置成与在所述圆形区域的径向上相邻的所述多个主加热器之间的区域平面地重叠。

根据该结构,根据由各主加热器及副加热器控制温度的区域,能够阻碍金属板在平面方向的传热。即,能够进一步提高静电卡盘装置1在每一个区域的温度控制性。

在本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置中能够采用如下结构:构成所述第1加热元件的所述多个主加热器在所述圆形区域中以同心圆环状配置,所述高频产生用电极具有沿其圆周方向延伸的第2传热势垒,所述第2传热势垒设置成与在圆环区域的径向上相邻的所述多个主加热器之间的区域平面地重叠。

根据该结构,经由高频产生用电极能够抑制沿平面方向进行导热,并能够进一步提高每一个区域的温度控制性。通过对高频产生用电极的径向进行热分离而能够进一步提高静电卡盘装置的温度控制性。并且,在电学上能够均匀地保持电极内的电位,因此也能够减少对等离子体密度的影响。

在本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置中能够采用如下结构:将所述高频产生用电极的形成材料设为非磁性金属材料。

通过由非磁性金属来形成高频产生用电极的形成材料,即使在高频气氛中使用静电卡盘装置,高频产生用电极也不会因高频而自行发热。从而,即使在高频气氛中,也容易将板状试料的面内温度维持为所希望的恒定温度或恒定的温度模式。

在本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置中能够采用如下结构:将所述高频产生用电极的形成材料设为热膨胀率为4×10-6/K以上且10×10-6/K以下。

若热膨胀率在该范围内,则能够进一步抑制因热膨胀率差而产生与静电卡盘部的接合界面的剥离及静电卡盘部的龟裂等。

在本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置中能够采用如下结构,所述高频产生用电极的厚度为20μm以上且1000μm以下。

若高频产生用电极的厚度在该范围内,则不会产生由于高频产生用电极的厚度引起的发热不均、电场的不均,且不会对等离子体的均匀性造成影响,高频产生用电极的热容量不会变得过大,而能够提高对板状试料的热响应性。

本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置能够采用如下结构:所述副加热器的每单位面积的发热量设定为比所述主加热器的每单位面积的发热量小。

由每单位面积的发热量设为比主加热器小的副加热器来进行各区域内的温度调节,由此能够抑制因副加热器对温度进行微调而导致的过度加热,并能够以更高精度控制温度分布。

本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置具有:静电卡盘部,在一主面上具有载置板状试料的载置面,并且具备静电吸附用电极;温度调节用基座部,相对于所述静电卡盘部而配置于与所述载置面相反的一侧,并对所述静电卡盘部进行冷却;高频产生用电极,以层状配置于所述静电卡盘部与所述温度调节用基座部之间,且相对于所述温度调节用基座部被绝缘;高频电源,连接于所述高频产生用电极;第1加热元件,包括以层状配置于所述静电卡盘部与所述高频产生用电极之间的多个主加热器;第2加热元件,包括配置于所述高频产生用电极与所述温度调节用基座部之间的多个副加热器;及金属板,配置于所述高频产生用电极与所述第2加热元件之间。

能够单独控制被分割为多个主加热器的各区域的温度分布,并且能够由副加热器对各区域内的温度调节进行微调。因此,在保持有板状试料时,即使因等离子体的生成状态、成膜条件的变动而在板状试料欲产生局部的温度分布,也能够通过基于副加热器来微调温度而抑制温度分布。因此,在应用于蚀刻装置、成膜装置的情况下,有助于提高蚀刻速率的均匀性,并有助于控制局部的蚀刻速率及提高成膜的稳定性。

并且,对应于多种膜的蚀刻,为了在短时间内进行蚀刻温度的变更,且形成较窄的面内温度分布,即使将温度调节用基座部的控制温度与静电卡盘装置的吸附面的温度差设得较大,也有助于提高板状试料的面内温度分布的均匀性,并有助于改善均热性。

另外,包括多个副加热器的第2加热元件在与高频产生用电极之间具有金属板。因此能够抑制第2加热元件受到高频的影响。因此能够经由第2加热元件而防止高频电流向副加热器用电源的泄漏。即,本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置能够去除用于副加热器的高频截止滤波器。

本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置能够采用如下结构:所述温度调节用基座部将金属材料设为形成材料,所述金属板与所述温度调节用基座部被电连接。

由于金属板与温度调节用基座部被电连接,因此无需设置用于接地金属板的配线等便能够实现更简便的静电卡盘装置。

本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置能够采用如下结构:所述副加热器的每单位面积的发热量设定为比所述主加热器的每单位面积的发热量小。

根据该结构,能够由每单位面积的发热量设为比主加热器小的副加热器来进行各区域内的温度调节。能够抑制因副加热器对温度进行微调而导致的过度加热,并能够以更高精度控制温度分布。

本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置能够采用如下结构:所述第1加热元件及所述第2加热元件均沿所配置的表面而配置于圆形区域,所述第1加热元件和所述第2加热元件沿它们的圆周方向或径向被分割为多个,所述第2加热元件的分割数量比所述第1加热元件的分割数量多。

根据该结构,可以进行温度微调的副加热器的数量比主加热器多。因此可以进行比主加热器所加热的区域更小的每一个区域的温度微调,并可以进行板状试料的局部的温度微调。

本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置能够采用如下结构:构成所述第1加热元件的所述多个主加热器在所述圆形区域中以同心状配置,所述金属板具有沿其圆周方向延伸的多个第1传热势垒。

根据该结构,能够抑制经由金属板沿平面方向进行导热,并能够进一步提高每一个区域的温度控制性。在静电卡盘装置中,在平面方向中可容许向同心圆方向(周向)的导热。另一方面,径向的导热会成为均热性的阻碍因素。因此通过将金属板的径向进行热分离而能够进一步提高静电卡盘装置的温度控制性。

本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置能够采用如下结构:所述第1加热元件及所述第2加热元件均沿所配置的表面而配置于圆形区域,所述金属板具有多个第1传热势垒,该多个第1传热势垒设置成与相邻的所述多个主加热器之间的区域及相邻的所述多个副加热器之间的区域平面地重叠。

根据该结构,根据由各主加热器及副加热器来控制温度的区域,能够阻碍金属板在平面方向的传热。即,能够进一步提高静电卡盘装置在每一个区域的温度控制性。

本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置能够采用如下结构:所述第1加热元件及所述第2加热元件均沿所配置的表面而配置于圆形区域,所述高频产生用电极具有多个第2传热势垒,该多个第2传热势垒设置成与相邻的所述多个主加热器之间的区域及相邻的所述多个副加热器之间的区域平面地重叠。

根据该结构,根据由各主加热器及副加热器来控制温度的区域,能够阻碍高频产生用电极在平面方向的传热。即,能够进一步提高静电卡盘装置在每一个区域的温度控制性。

在本发明中能够采用如下结构:在所述主加热器的所述温度调节用基座部侧,测定所述主加热器的温度的温度传感器经由绝缘材料而与主加热器接触,或者设置在与主加热器设置于同一面上的测温部。

并且,能够采用如下结构:所述温度传感器的一面经由绝缘材料接触,或者设置在与主加热器设置于同一面上的测温部,另一面不与所述温度调节用基座部接触。

根据该结构,在所述温度调节用基座的温度的影响较少的状态下,能够一边利用温度传感器测量主加热器的温度,一边进行板状试料的温度控制,因此能够避免控制板状试料的温度时的过冲,并能够准确地调整板状试料的温度。

本发明的一方式所涉及的静电卡盘装置的特征在于,具备:静电卡盘部,在一主面上具有载置板状试料的载置面,并且具备静电吸附用电极;温度调节用基座部,相对于所述静电卡盘部而配置于与所述载置面相反的一侧,并对所述静电卡盘部进行冷却;第1加热元件,包括以层状配置于所述静电卡盘部与所述温度调节用基座部之间的多个主加热器;及第2加热元件,包括以层状配置于所述温度调节用基座部与所述第1加热元件之间或者所述第1加热元件与所述静电卡盘部之间的多个副加热器,所述副加热器的每单位面积的发热量设定为比所述主加热器的每单位面积的发热量小。

能够单独控制被分割为多个主加热器的各区域的温度分布,并且能够由每单位面积的发热量设为比主加热器小的副加热器对各区域内的温度调节进行微调。因此,当保持有板状试料时,即使因等离子体的生成状态、成膜条件的变动而在板状试料上欲产生局部的温度分布,也能够通过基于副加热器来微调温度而抑制温度分布。因此,在应用于蚀刻装置、成膜装置的情况下,有助于提高蚀刻速率的均匀性,并有助于控制局部的蚀刻速率的及提高成膜的稳定性。

并且,对应于多种膜的蚀刻,为了在短时间内进行蚀刻温度的变更,且形成较窄的面内温度分布,即使将温度调节用基座部的控制温度与静电卡盘装置的吸附面的温度差设得较大,也有助于提高板状试料的面内温度分布的均匀性,并有助于改善均热性。

在本发明中能够采用如下结构:所述第1加热元件及所述第2加热元件均沿所配置的表面而配置为圆形,所述第1加热元件和所述第2加热元件沿它们的圆周方向或径向被分割为多个而形成所述主加热器或所述副加热器,所述第2加热元件的分割数量比所述第1加热元件的分割数量多。

由于可进行温度微调的副加热器的数量比主加热器更多,因此可以进行比由主加热器加热的区域小的每一个区域的温度微调,并可以进行板状试料的局部的温度微调。

在本发明中能够采用如下结构:在所述主加热器的所述温度调节用基座部侧,测定所述主加热器的温度的温度传感器经由绝缘材料而与主加热器接触,或者设置在与主加热器设置于同一面上的测温部。

并且,能够采用如下结构:所述温度传感器的一面经由绝缘材料接触,或者设置在与主加热器设置于同一面上的测温部,另一面不与所述温度调节用基座部接触。

根据该结构,在所述温度调节用基座的温度的影响较少的状态下,能够一边由温度传感器来测量主加热器的温度,一边进行板状试料的温度控制,因此能够避免控制板状试料的温度时的过冲,并能够准确地调整板状试料的温度。

在本发明中能够采用如下结构:在所述温度调节用基座部的所述静电卡盘部侧,所述第1加热元件和所述第2加热元件经由多个耐热性绝缘板而被层叠,经由设置于所述绝缘板的接触孔和设置于所述温度调节用基座部的贯穿孔而设置有与所述主加热器或所述副加热器连接的供电用端子。

通过经由耐热性绝缘板而层叠第1加热元件和第2加热元件,在静电卡盘部与温度调节用基座部之间能够实现这些加热元件的层叠结构。对第1加热元件和第2加热元件的供电能够由贯穿温度调节用基座部和绝缘板的供电用端子来进行。

在本发明中能够采用如下结构:在所述第2加热元件与所述温度调节用基座部之间设置有绝缘板,沿该绝缘板的所述温度调节用基座部侧的表面,形成有与所述第2加热元件的各副加热器连接的配线层。

即使是将第2加热元件分割为多个副加热器的结构,也能够利用沿绝缘板设置的配线层来构成与每个副加热器单独通电的电路,因此能够对每个副加热器的通电进行控制,能够实现分别与多个副加热器对应的每一个区域进行较细的温度控制。

在本发明中能够采用如下结构:在所述温度调节用基座部与所述静电卡盘部之间,从所述静电卡盘部侧经由绝缘板依次层叠有第1加热元件和第2加热元件。

在将多个副加热器设置于主加热器与温度调节用基座部之间的情况下,能够由多个副加热器对由温度调节用基座部抑制板状试料的温度上升的效果进行局部的微调,从而有助于提高板状试料的面内温度分布的均匀性。

在本发明中能够采用如下结构:在所述温度调节用基座部与所述静电卡盘部之间,从所述静电卡盘部侧经由绝缘板依次层叠有第2加热元件和第1加热元件。

在将多个副加热器设置于主加热器与静电卡盘部之间的情况下,将具有微调的效果的副加热器设置在靠近板状试料的位置,因此可以基于多个副加热器局部地进行微细的温度调节,并可以局部地进行板状试料的温度微调。

并且,作为本发明的一方式的静电卡盘装置,具备:静电卡盘部,在一主面上具有载置板状试料的载置面,并且具备静电吸附用电极;温度调整用基座部,相对于所述静电卡盘部而配置于与所述载置面相反的一侧,并对所述静电卡盘部进行冷却;第1加热元件,包括在单独或多个主加热器调整区域中调整所述静电卡盘部的吸附面的温度的单独或多个主加热器;第2加热元件,包括调整比所述第1加热元件的所述主加热器调整区域多的副加热器调整区域的温度的多个副加热器;及控制部,控制施加于所述副加热器的电压。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:所述控制部使用脉冲电压作为施加于所述副加热器的电压。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:所述控制部针对所述第2加热元件的多个所述副加热器,在被循环分配的相同长度的期间,对施加于所述第2加热元件的各副加热器的脉冲电压的时间宽度进行控制。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:所述控制部使用DC电压作为施加于所述副加热器的电压。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:所述控制部针对所述第2加热元件的多个所述副加热器,对施加于所述副加热器的电压的大小进行控制。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:所述控制部对施加于所述主加热器的电压进行控制。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:在存在所述静电卡盘部与所述温度调整用基座部之间的温度差的情况下,所述控制部对所述主加热器除了冷却工序以外始终施加电压,对所述各副加热器可以间断地施加电压。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:所述控制部根据施加于所述主加热器的电压、电流或电力的大小,控制施加于以分割各主加热器的方式配置的各副加热器的电压的大小。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:所述控制部根据至少对应于所述主加热器的温度检测结果和对应于所述温度调整用基座部的冷却器的温度检测结果之间的温度差,控制施加于以分割各主加热器的方式配置的各副加热器的电压的大小。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:具备存储部,该存储部存储为了控制施加于所述副加热器的电压而使用的信息,所述控制部根据存储在所述存储部中的信息来控制施加于所述副加热器的电压。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:所述存储部存储对应于由所述副加热器进行温度调整的温度区域中的一部分的信息,所述控制部根据存储在所述存储部中的信息及施加于所述主加热器的电压、电流或电力的大小,控制施加于所述副加热器的电压。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:所述存储部存储对应于由所述副加热器进行温度调整的温度区域中的一部分的信息,所述控制部根据存储在所述存储部中的信息及至少对应于所述主加热器的温度检测结果和对应于所述温度调整用基座部的冷却器的温度检测结果之间的温度差,控制施加于所述副加热器的电压。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:所述第1加热元件调整可以分别独立地进行温度控制的多个所述主加热器调整区域的温度。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:所述副加热器以分割所述第1加热元件的各主加热器调整区域的方式配置成层状。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:所述副加热器的每单位面积的发热量相对于所述主加热器为1/5以下。

作为一方式的静电卡盘装置中可以采用如下结构:所述第2加热元件由单层或多层构成。

作为一方式的静电卡盘控制装置,其具备:静电卡盘部,在一主面上具有载置板状试料的载置面,并且具备静电吸附用电极;温度调整用基座部,相对于所述静电卡盘部而配置于与所述载置面相反的一侧,并对所述静电卡盘部进行冷却;第1加热元件,包括在单独或多个主加热器调整区域中调整所述静电卡盘部的吸附面的温度的单独或多个主加热器;第2加热元件,包括调整比所述第1加热元件的所述主加热器调整区域多的副加热器调整区域的温度的多个副加热器;及控制部,控制施加于所述副加热器的电压。

作为一方式的程序,其为控制静电卡盘装置的程序,该静电卡盘装置具备:静电卡盘部,在一主面上具有载置板状试料的载置面,并且具备静电吸附用电极;温度调整用基座部,相对于所述静电卡盘部而配置于与所述载置面相反的一侧,并对所述静电卡盘部进行冷却;第1加热元件,包括在单独或多个主加热器调整区域中调整所述静电卡盘部的吸附面的温度的单独或多个主加热器;及第2加热元件,包括调整比所述第1加热元件的所述主加热器调整区域多的副加热器调整区域的温度的多个副加热器,所述程序使计算机执行如下步骤:使用脉冲电压作为施加于所述副加热器的电压,并控制施加于所述副加热器的电压。

作为一方式的静电卡盘控制方法,构成第1加热元件的单独或多个主加热器在单独或多个主加热器调整区域中调整静电卡盘部的吸附面的温度,构成第2加热元件的多个副加热器调整比所述第1加热元件的所述主加热器调整区域多的副加热器调整区域的温度,控制部控制施加于所述副加热器的电压。

作为一方式的静电卡盘控制方法,根据施加于所述主加热器的电压、电流或电力的大小,控制施加于以分割主加热器的主加热器调整区域的方式配置的副加热器的电压的大小。

作为一方式的静电卡盘控制方法,根据至少对应于所述主加热器的温度检测结果与温度调整用基座部的冷却器的温度检测结果之间的温度差,控制施加于以分割主加热器的主加热器调整区域的方式配置的副加热器的电压的大小。

作为一方式的静电卡盘控制方法,其中,在以分割主加热器的主加热器调整区域的方式配置的副加热器的温度调整中,对所述副加热器的供给电力由脉冲电压的施加时间和电压值来进行调整,所述施加时间由基于所述主加热器的温度来进行控制,所述电压值由所述主加热器的施加电力,或者由至少对应于所述主加热器的温度检测结果与温度调整用基座部的冷却器的温度检测结果之间的温度差来进行控制。

作为一方式的静电卡盘控制方法,静电卡盘装置具备:第1加热元件,包括在单独或多个主加热器调整区域中调整静电卡盘部的吸附面的温度的单独或多个主加热器;及第2加热元件,包括调整比所述第1加热元件的所述主加热器调整区域多的副加热器调整区域的温度的多个副加热器,在静电卡盘装置中,当对所述副加热器施加循环的脉冲电压时,在DC电源与所述副加热器之间、以及所述副加热器与接地线之间中的一个或两个位置配置开关元件,对所述副加热器施加规定脉冲电压。

发明效果

根据本发明的静电卡盘装置的一方式,保护电极阻断从高频产生用电极产生的高频,能够抑制对主加热器的影响。从而,能够抑制与主加热器连接的加热器电源因高频而受到影响,并能够去除主加热器的高频截止滤波器。即,避免静电卡盘装置的结构变得复杂,有助于降低静电卡盘装置的制作成本。

并且,根据本发明的静电卡盘装置的一方式,能够单独控制由多个主加热器分割的各区域的温度分布,能够由每单位面积的发热量设为比主加热器小的副加热器对各区域内的温度调节进行微调。

因此,当保持有板状试料时,即使因等离子体的生成状态、成膜条件的变动而在板状试料欲产生局部的温度分布,也能够由基于副加热器来微调温度,从而抑制温度分布。因此,若一边由本发明的静电卡盘装置来保持板状试料,一边进行蚀刻或成膜处理,则有助于提高蚀刻速率的均匀性,并有助于控制局部的蚀刻速率及提高成膜的稳定性。

并且,在包括多个副加热器的第2加热元件与高频产生用电极之间具有金属板。因此第2加热元件不会受到高频的影响。即,能够经由第2加热元件而防止高频电流向副加热器用电源泄漏,并能够去除用于副加热器的高频截止滤波器。

并且,根据本发明的一方式,在静电卡盘装置中能够以高精度进行利用加热器的温度控制。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的第1实施方式的静电卡盘装置的剖视图。

图2是表示设置于本发明所涉及的第1实施方式的静电卡盘装置的主加热器元件模式的一例的俯视图。

图3是表示设置于本发明所涉及的第1实施方式的静电卡盘装置的保护电极模式的一例的俯视图。

图4是表示本发明所涉及的第2实施方式的静电卡盘装置的剖视图。

图5是表示利用热摄像机来检测本发明所涉及的第2实施方式的静电卡盘装置所支承的板状试料的表面温度分布的状态的说明图。

图6是表示设置于本发明所涉及的第2实施方式的静电卡盘装置的副加热器元件模式的一例的俯视图。

图7是表示本发明所涉及的第3实施方式的静电卡盘装置的剖视图。

图8是表示设置于第3实施方式的静电卡盘装置的主加热器元件模式的一例的俯视图。

图9是表示设置于第3实施方式的静电卡盘装置的副加热器元件模式的一例的俯视图。

图10是表示设置于第3实施方式的静电卡盘装置的金属板模式的一例的俯视图。

图11是表示设置于第3实施方式的静电卡盘装置的金属板模式的一例的俯视图。

图12是表示利用热摄像机来检测第3实施方式的静电卡盘装置所支承的板状试料的表面温度分布的状态的说明图。

图13是表示本发明所涉及的第4实施方式的静电卡盘装置的剖视图。

图14是表示设置于第4实施方式的静电卡盘装置的主加热器元件模式一例的俯视图。

图15是表示设置于第4实施方式的静电卡盘装置的副加热器元件模式一例的俯视图。

图16是表示利用热摄像机来检测第4实施方式的静电卡盘装置所支承的板状试料的表面温度分布的状态的说明图。

图17是表示本发明所涉及的第5实施方式的静电卡盘装置的剖视图。

图18是表示本发明的一实施方式(第6实施方式)所涉及的静电卡盘装置的概略结构的框图。

图19是示意地表示本发明的一实施方式所涉及的静电卡盘装置中的加热器等的配置的图。

图20是表示由本发明的一实施方式所涉及的主加热器及副加热器来调整温度的区域(温度调整区域)的一例的图。

图21是表示控制本发明的一实施方式所涉及的副加热器的电路的一例的图。

图22(A)、(B)及(C)是表示控制本发明的一实施方式所涉及的副加热器的脉冲电压的一例的图。

图23是表示本发明的一实施方式(第7实施方式)所涉及的静电卡盘装置的概略结构的框图。

图24是表示本发明的一实施方式(第8实施方式)所涉及的静电卡盘装置的概略结构的框图。

具体实施方式

以下,根据附图中示出的实施方式对本发明进行说明。

另外,关于该实施方式,为了更好地理解发明的主旨而具体地进行说明,只要无特别的指定,则并不限定本发明。

“第1实施方式”

图1是表示本发明的第1实施方式的静电卡盘装置的剖视图。该方式的静电卡盘装置1具有:圆板状静电卡盘部2,将一主面(上表面)侧设为载置面;圆板状温度调节用基座部3,设置于该静电卡盘部2的下方,且具有将静电卡盘部2调整为所希望的温度的厚度;高频产生用电极4,夹装于静电卡盘部2与温度调节用基座部3之间;高频电源(省略图示),连接于高频产生用电极;第1加热元件5,以层状配置于高频产生用电极4与温度调节用基座部3之间,且包括多个主加热器;及保护电极70,以层状配置于高频产生用电极4与第1加热元件5之间。

并且,静电卡盘装置1构成为具备:粘接层4A,将高频产生用电极4粘贴于静电卡盘部2的底面侧;粘接层70A,将保护电极70粘贴于高频产生用电极4;绝缘板10,利用温度调节用基座部3将第1加热元件5进行电分离;及粘接剂层11,包覆它们的周围而形成。另外,静电卡盘装置1构成为具备经由供电用端子41而与高频产生用电极4连接的省略图示的高频电源。

静电卡盘部2由以下部分构成:载置板21,将上表面设为载置半导体晶圆等板状试料W的载置面21a;支承板22,与该载置板21设为一体化,并支承该载置板21的底部侧;静电吸附用电极(静电吸附用内部电极)23,设置于该载置板21与该支承板22之间;绝缘材料层24,将静电吸附用电极23的周围进行绝缘;及引出电极端子25A,以贯穿支承板22的方式设置,且用于对静电吸附用电极23施加直流电压。

载置板21及支承板22是将重合面的形状设为相同的圆板状的板,并包括氧化铝-碳化硅(Al2O3-SiC)复合烧结体、氧化铝(Al2O3)烧结体、氮化铝(AlN)烧结体、氧化钇(Y2O3)烧结体等具有机械强度且对腐蚀性气体及其等离子体具有耐性的绝缘性陶瓷烧结体。

在载置板21的载置面21a上,直径小于板状试料的厚度的突起部21b以规定间隔形成多个,这些突起部21b支承板状试料W。

包含载置板21、支承板22、静电吸附用电极23及绝缘材料层24的整体的厚度,即静电卡盘部2的厚度作为一例而形成为0.7mm以上且5.0mm以下。

例如,若静电卡盘部2的厚度小于0.7mm,则难以确保静电卡盘部2的机械强度。若静电卡盘部2的厚度超过5.0mm,则静电卡盘部2的热容量变大,被载置的板状试料W的热响应性变差。即,静电卡盘部的横向的传热增加,难以将板状试料W的面内温度维持为所希望的温度模式。另外,在此说明的各部厚度为一个例子,并不限定于所述范围。

静电吸附用电极23被用作通过产生电荷而由静电吸附力用于固定板状试料W的静电卡盘用电极,根据该用途可以适当地调整其形状或大小。

静电吸附用电极23优选由氧化铝-碳化钽(Al2O3-Ta4C5)导电性复合烧结体、氧化铝-钨(Al2O3-W)导电性复合烧结体、氧化铝-碳化硅(Al2O3-SiC)导电性复合烧结体、氮化铝-钨(AlN-W)导电性复合烧结体、氮化铝-钽(AlN-Ta)导电性复合烧结体、氧化钇-钼(Y2O3-Mo)导电性复合烧结体等导电性陶瓷或钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)等高熔点金属而形成。

静电吸附用电极23的厚度并无特别的限定,但例如能够选择0.1μm以上且100μm以下的厚度,更优选5μm以上且20μm以下的厚度。

若静电吸附用电极23的厚度小于0.1μm,则难以确保充分的导电性。若静电吸附用电极23的厚度超过100μm,则因静电吸附用电极23与载置板21及支承板22之间的热膨胀率差,而在静电吸附用电极23与载置板21及支承板22的接合界面上容易产生剥离或龟裂。

这种厚度的静电吸附用电极23能够通过溅射法、蒸镀法等成膜法或者丝网印刷法等涂布法而容易形成。

绝缘材料层24围绕静电吸附用电极23而从腐蚀性气体及其等离子体保护静电吸附用电极23,并且将载置板21与支承板22的边界部即静电吸附用电极23以外的外周部区域接合成一体,并由与构成载置板21及支承板22的材料为相同组成或主成分相同的绝缘材料构成。

引出电极端子25A是为了对静电吸附用电极23施加直流电压而设置的棒状端子,作为该引出电极端子25A的材料,只要是耐热性优异的导电性材料,则无特别的限制,但优选热膨胀系数接近于静电吸附用电极23及支承板22的热膨胀系数的材料,例如包括Al2O3-Ta4C5等导电性陶瓷材料。

另外,引出电极端子25A与导电性粘接部25B和后述的供电用端子25C连接。导电性粘接部25B包括具有柔软性和耐电性的硅类导电性粘接剂,供电端子25C包括钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)、铌(Nb)、可伐(Kovar)合金等金属材料。

在供电用端子25C的外周侧设置有具有绝缘性的绝缘子25a,通过该绝缘子25a,供电用端子25C相对于金属制温度调节用基座部3被绝缘。引出电极端子25A与支承板22接合成一体,另外,载置板21和支承板22通过静电吸附用电极23及绝缘材料层24被接合成一体,从而构成静电卡盘部2。

供电用端子25C设置成贯穿后面进行详述的温度调节用基座部3的贯穿孔3b。

温度调节用基座部3用于将静电卡盘部2调整为所希望的温度且具有厚度的圆板状基座部。作为该温度调节用基座部3,例如优选形成有在其内部使水循环的流路3A的水冷基座等。

作为构成该温度调节用基座部3的材料,只要是导热性、导电性、加工性优异的金属或者包含这些金属的复合材料,则无特别的限制,例如,可以适当地使用铝(Al)、铝合金、铜(Cu)、铜合金、不锈钢(SUS)等。该温度调节用基座部3的至少暴露于等离子体的面优选被实施氧化铝膜处理,或者形成有氧化铝等的绝缘膜。

在本实施方式的结构中,在温度调节用基座部3的上表面侧形成有可以容纳绝缘板10、第1加热元件5、保护电极70、高频产生电极4及静电卡盘部2的底面侧的大小的凹部3a。在该凹部3a内,从底部侧依次容纳有粘接层10A、绝缘板10、第1加热元件5、保护电极70、粘接层70A,高频产生用电极4、粘接层4A及支承板22的底部侧,它们通过以填补凹部3a的方式形成的粘接剂层11而被一体化。

绝缘板10通过粘接层10A而粘接于凹部3a的上表面。该粘接层10A包括聚酰亚胺树脂、硅树脂、环氧树脂等具有耐热性及绝缘性的片状或薄膜状粘接性树脂。粘接层例如形成为厚度5~100μm左右。绝缘板10包括聚酰亚胺树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂等具有耐热性的树脂的薄板、片材或薄膜。粘接层4A、70A包括具有耐热性的片材型粘接剂层,并包括与粘接层10A相同的材料。

另外,绝缘板10可以是绝缘性陶瓷板,并且也可以是氧化铝等的具有绝缘性的喷镀膜,以代替树脂片材。

高频产生用电极4是为了在装置内产生等离子体而用于产生高频的电极。例如,在反应离子蚀刻(RIE)装置中,由高频产生电源对高频产生用电极4施加高频电力,由此在所对置的对置电极之间产生放电,能够使气体等离子体化。

高频产生用电极4经由粘接层4A而粘接于支承板22的底面侧。在高频产生用电极4上连接有经由供电用端子41连接的省略图示的高频电源,构成为能够将高频电力施加于高频产生用电极4。为了保持与温度调节用基座部3的绝缘性,供电用端子41被绝缘子41a所包覆。

高频产生用电极4的形成材料优选设为非磁性金属材料。通过由非磁性金属来形成高频产生用电极4的形成材料,即使在高频气氛中使用静电卡盘装置1,也能够抑制高频产生用电极4因高频而自行发热。从而,即使在高频气氛中,也容易将板状试料的面内温度维持为所希望的恒定温度或恒定的温度模式。

高频产生用电极4的形成材料优选热膨胀率为4×10-6/K以上且10×10-6/K以下。

若热膨胀率在该范围内,则能够进一步抑制因热膨胀率差而产生静电卡盘部与高频产生用电极4的接合界面的剥离。

在接合界面产生剥离的部位和未产生剥离的部位,在静电卡盘部与高频产生用电极之间的传热性上产生差异,难以维持静电卡盘部面内的均热性。

高频产生用电极4的厚度优选为20μm以上且1000μm以下。若高频产生用电极4的厚度过厚,则热容量过大,被载置的板状试料W的热响应性变差。并且,若高频产生用电极4的厚度过薄,则产生高频产生用电极的发热不均及电场的不均,对等离子体的均匀性造成影响。

第1加热元件5以层状配置于高频产生用电极4与温度调节用基座部3之间。

如图2所示,第1加热元件5包括配置于中心部的圆环状区域的第1主加热器5A、以依次包围该第1主加热器5A的方式配置于圆环状区域的第2主加热器5B、第3主加热器5C及第4主加热器5D。如图2所示,配置有第1主加热器5A~第4主加热器5D的区域优选为与圆板状静电卡盘部2相同程度的大小。

另外,主加热器5A、5B、5C、5D在图2中描绘成在俯视观察时呈简单的圆环状,但各主加热器5A、5B、5C、5D配置成使带状加热器弯曲而占图2所示的圆环状区域。因此,在图1所示的剖面结构中,分别描绘出构成各主加热器5A、5B、5C、5D的带状加热器。并且,将第1加热元件5设为沿其径向分割为四个而包括四个主加热器5A~5D的结构,但第1加热元件5的分割数量并不限定于四个,而可以是任意的数量。

关于主加热器5A~5D,作为一例,将厚度为0.2mm以下,优选为0.1mm左右的具有恒定厚度的非磁性金属薄板例如钛(Ti)薄板、钨(W)薄板、钼(Mo)薄板等,通过光微影法,加工成所希望的加热器形状例如使带状加热器弯曲的形状的整体轮廓为圆环状,由此可以得到。

这些主加热器5A~5D经由厚度均匀的具有耐热性及绝缘性的绝缘板10而固定于温度调节用基座部3上。

第1加热元件5包括主加热器5A、5B、5C、5D,但在这些每个主加热器5A、5B、5C、5D上设置有用于供电的多个供电用端子51,并连接于用于加热主加热器的加热器电源(正极)。在图2中仅示出主加热器5A、5B、5C、5D的大致形状,但在任一个加热器中,均在各加热器的一端侧和另一端侧设置有用于连接于电源的导通部。因此对主加热器5A、5B、5C、5D各设置有两个、合计八个供电用端子51。

图1中,为了简化说明,描绘出对最外周的主加热器5D连接的一个供电用端子51。该供电用端子51配置成将温度调节用基座部3和绝缘板10沿它们的厚度方向局部贯穿。并且,在供电用端子51的外周面装配有绝缘用筒型绝缘子51a,温度调节用基座部3和供电用端子51被绝缘。另外,供电端子51经由粘接部51b而与第1加热元件5粘接。

构成供电用端子51的材料能够使用与构成所述供电用端子25C的材料相同的材料。

保护电极70被设置于第1加热元件5与高频产生用电极4之间。因此能够阻断由高频产生用电极4产生的高频。即,能够抑制对构成第1加热元件5的主加热器的高频的影响。从而,抑制高频作为干扰而施加于对主加热器供给电力的加热器电源,并降低加热器电源的动作以及性能受损的可能性。

并且,保护电极70阻断高频,因此无需在构成第1加热元件5的主加热器上设置高频截止滤波器。即,能够避免静电卡盘装置1的结构变得复杂,并能够降低静电卡盘装置1的制作成本。

保护电极70经由粘接层70A而粘接于高频产生用电极4的底面侧。保护电极70经由通电用端子71而与外部接地。通电用端子71被绝缘子71a包覆,以保持与温度调节用基座部3的绝缘性。

保护电极70阻断由高频产生用电极4产生的高频。保护电极优选具有阻碍其平面方向的导热的传热势垒。传热势垒可以是设置于保护电极的切口及槽等,也可以用导热性差的(导热性比构成保护电极的材料差)树脂等填充它们的内部。以下,作为一例,根据切口的情况进行说明。图3是俯视观察使用于本发明的第1实施方式的静电卡盘装置1中的保护电极70的图。

如图3所示,保护电极70沿配置有第1加热元件5的面而配置于圆形区域,且具有沿该圆形区域的圆周方向延伸的多个切口(第1传热势垒)。并且,在构成第1加热元件5的多个主加热器5A~5D在圆形区域呈同心状配置的情况下,保护电极70的切口优选设置成与在圆形区域的径向上相邻的多个主加热器5A~5D之间的区域平面地重叠。

保护电极70通过具有沿其圆周方向延伸的多个切口而能够提高保护电极内的圆周方向的均热性。在静电卡盘装置中,在平面方向中可容许向同心圆方向(周向)的导热。另一方面,径向的导热会成为均热性的阻碍因素。因此通过将保护电极70的径向进行热分离,能够进一步以高精度进行板状试料的每一个区域的温度控制。

并且,根据主加热器的加热区域,在保护电极70上设置切口,从而能够进一步抑制由主加热器5A~5D施加的热因保护电极70的导热而向径向扩展。即,能够进一步以高精度进行板状试料的每一个区域的温度控制。

如图3所示,在保护电极70具有传热势垒的情况下,保护电极70也被局部连接,优选电一体化。通过电一体化而能够将保护电极70的电位保持为恒定。因此也能够减少对等离子体密度的影响。

这种传热势垒也可以设置于高频产生用电极4。并且,也可以设置于高频产生电极4及保护电极70这两者。高频产生用电极4具有沿其圆周方向延伸的多个传热势垒(第2传热势垒),由此能够提高高频产生用电极4内的圆周方向的均热性。如上所述,在静电卡盘装置中,在平面方向中可容许向同心圆方向(周向)的导热。另一方面,径向的导热会成为均热性的阻碍因素。因此通过将高频产生用电极4的径向进行热分离而能够以更高精度进行板状试料的每一个区域的温度控制。

并且,根据主加热器的加热区域,在高频产生用电极4上设置传热势垒,由此能够进一步抑制由主加热器5A~5D施加的热因高频产生用电极4的导热而向径向扩展。即,能够以更高精度进行板状试料的每一个区域的温度控制。

保护电极70的形成材料只要是能够阻断高频的金属材料即可,但优选设为非磁性金属材料。通过由非磁性金属来形成保护电极70的形成材料,能够抑制保护电极70因高频产生用电极4产生的高频而发热。从而,即使在高频气氛中,也容易将板状试料的面内温度维持为所希望的恒定温度或恒定的温度模式。

保护电极70的形成材料优选热膨胀率为4×10-6/K以上且10×10-6/K以下。

若热膨胀率在该范围内,则能够进一步抑制因热膨胀率差而产生与高频产生用电极4的接合界面的剥离等。若在接合界面产生剥离,则在产生剥离的部位和未产生剥离的部位在产生传热性上产生差异,难以维持面内的均热性。

保护电极70的厚度优选为20μm以上且1000μm以下。若保护电极70的厚度过厚,则热容量过大,被载置的板状试料W的热响应性变差。并且,若保护电极70的厚度过薄,则无法获得充分的高频屏蔽性,并且产生发热等问题。

在主加热器5A、5B、5C、5D的下表面侧设置有温度传感器30。图1的结构中,将温度传感器30的温度调节用基座部3以沿它们的厚度方向局部贯穿的方式形成有设置孔31,在这些设置孔31的顶部、靠近主加热器5A、5B、5C、5D中的任一个的位置分别设置有温度传感器30。

另外,优选温度传感器30尽量设置在靠近主加热器5A、5B、5C、5D的位置。

并且,温度传感器30为了不受温度调节用基座的温度的影响,优选将温度传感器的一面经由绝缘层粘接于加热器侧,而另一面不与冷却基座接触,或者若比较加热器与温度传感器30的传热率,则温度传感器30足够小(1/5以下,更优选1/10)。

温度传感器30作为一例为在包括石英玻璃等的长方体形状的透光体的上表面侧形成有荧光体层的荧光发光型温度传感器,该温度传感器30通过具有透光性及耐热性的硅树脂类粘接剂等而粘接于主加热器5A、5B、5C、5D的下表面。

荧光体层包括根据来自主加热器的发热而产生荧光的材料,若为根据发热而产生荧光的材料,则能够选择各种荧光材料,但作为一例,能够从使用添加有适合发光的具有能级的稀土元素的荧光材料、AlGaAs等半导体材料、氧化镁等金属氧化物、红宝石或蓝宝石等矿物中适当地选择而使用。

与主加热器5A、5B、5C、5D对应的温度传感器30分别设置于分别不与供电用端子等发生干扰的位置,且主加热器5A、5B、5C、5D的下表面周向的任意的位置。

由这些温度传感器30的荧光来测定主加热器5A~5D的温度的温度测量部32,作为一例,如图1所示,由以下部分构成:激发部33,在温度调节用基座部3的设置孔31的外侧(下侧),对所述荧光体层照射激发光;荧光检测器34,检测从荧光体层发出的荧光;及控制部35,控制激发部33及荧光检测器34,并且根据所述荧光来计算主加热器的温度。

然而,图1中由符号38表示的是销插通孔,该销插通孔设置成从温度调节用基座部3到载置板23以沿它们的厚度方向局部贯穿,该销插通孔38中设置有板状试料脱离用升降销。在销插通孔38的外周部设置有筒状绝缘子38a。

在所述结构的静电卡盘装置1中,第1加热元件5与温度调节用基座部3之间的传热率优选小于4000W/m2K且大于200W/m2K。

若传热率大于200W/m2K,则能够提高第1加热元件5与温度调节用基座部3之间的热响应性,在进行静电卡盘装置1的温度控制的情况下,可以进行响应性良好的温度控制。

另外,在传热率大于4000W/m2K的情况下,从加热部到温度调整基座的热流出增大,为了将承载物(板状试料)W升温至规定温度而需要对加热器供给过量的电力,因此不优选。

如以上说明那样构成的静电卡盘装置1中,由静电用端子25C对静电卡盘部2的静电吸附用电极23进行通电以产生静电吸附力,从而能够将板状试料W吸附到载置面21a的突起部21b上而使用。

并且,能够使制冷剂在温度调节用基座部3中循环而对板状试料W进行冷却,并且经由供电用端子51从电源对主加热器5A~5D的每一个进行通电,由此使主加热器5A~5D分别发热,通过对板状试料W进行加温而能够进行温度控制。

静电卡盘装置1利用上述结构,由此即使是具备分割为多个的加热器的结构,也能够以简便的结构来实现由各加热器所加热的区域的均匀的温度控制。并且,根据该结构,不需要第1加热元件5用高频截止滤波器,而能够避免静电卡盘装置1的结构变得复杂,并能够降低静电卡盘装置1的制作成本。

“第2实施方式”

图4是表示本发明的第2实施方式的静电卡盘装置的剖视图。该方式的静电卡盘装置101的不同点在于,在第1加热元件5与温度调节用基座部3之间具备第2加热元件。并且,随着设置第2加热元件而配设有绝缘板7、8、介于绝缘板7、8之间的配线层9、将绝缘板7粘接于温度调节用基座部3的粘接层7A。

在图5中,第2加热元件6以层状配置于第1加热元件5与温度调节用基座部3之间。另一方面,也可以配置于第1加热元件5与保护电极70之间。在任一情况下,保护电极70均阻断由高频产生用电极4产生的高频。从而,抑制高频作为干扰而施加于构成第1加热元件的主加热器及构成第2加热元件的副加热器,并降低加热器电源的动作以及性能受损的可能性。从而,不需要设置用于主加热器及副加热器的高频截止滤波器。因此能够避免静电卡盘装置101的结构变得复杂,并能够降低静电卡盘装置101的制作成本。

如图5所示,第2加热元件6包括配置于中心部的圆环状区域的第1副加热器6A、以依次包围该第1副加热器6A的方式形成于圆环状区域的第2副加热器6B、第3副加热器6C及第4副加热器6D。

第1副加热器6A组合多个(图5的结构的情况下为两个)配置于扇形环状体形状区域的加热器分割体6a而形成为圆环状,第2副加热器6B组合多个(图5的结构的情况下为四个)配置于扇形环状体形状区域的加热器分割体6b而形成为圆环状。第3副加热器6C组合多个(图5的结构的情况下为四个)配置于扇形环状体形状区域的加热器分割体6c而形成为圆环状。第4副加热器6D组合多个(图5的结构的情况下为八个)配置于扇形环状体形状区域的加热器分割体6d而形成为圆环状。

关于加热器分割体6a~6d,将比主加热器5A~5D薄的非磁性金属薄板例如钼(Mo)薄板、钨(W)薄板、铌(Nb)薄板、钛(Ti)薄板、铜(Cu)薄板等,通过光微影法,加工成所希望的加热器形状例如使带状加热器弯曲的形状的整体轮廓为扇形环状体形状,由此可以得到。

这些加热器分割体6a~6d优选构成为显示比主加热器5A~5D的每单位面积的发热量低的发热量,优选比主加热器5A~5D薄的结构或者由发热量较低的材料构成。作为一例,在由厚度100μm的Ti薄板来构成主加热器的情况下,能够由厚度5μm的Mo薄板来构成副加热器。

这些加热器分割体6a~6d通过包括厚度均匀的具有耐热性及绝缘性的片状或薄膜状硅树脂或丙烯酸树脂等的省略图示的粘接剂层而粘接并固定于绝缘板8的上表面。

另外,在本实施方式中,将副加热器6A、6B、6C、6D设为2分割结构、4分割结构或8分割结构,但分割数量可以是任意的,分割时的形状也可以是任意的。

如静电卡盘装置101那样,在具有第2加热元件6的情况下,在保护电极70中形成的第1传热势垒及在高频产生用电极4中形成的第2传热势垒,优选设置成与相邻的多个主加热器之间的区域及相邻的多个副加热器之间的区域平面地重叠。

接着,关于构成副加热器6A~6D的加热器分割体和用于对它们分别进行供电的结构进行说明。

关于副加热器6A~6D,若进行俯视观察,则如图5所示,设为将各副加热器6A~6D沿它们的周向分别分割的多个加热器分割体6a、6b、6c、6d的集合结构。为了对加热器分割体6a、6b、6c、6d分别进行供电,在本实施方式中,在绝缘板7的上表面侧设置有包括铜等低电阻材料的配线层9。

配线层9包括分别被分支的多个配线体9a,且各配线体9a连接于加热器分割体6a、6b、6c、6d中的任一个。

在图4中,配线体9a在绝缘板7的上表面侧以从其中央部侧向边缘侧延伸的方式配置有多个,各配线体9a的一端侧经由在绝缘板8的局部所形成的接触孔中形成的焊接部等导通部8b而连接于加热器分割体中的任一个。并且,各配线体9a的另一端侧经由在绝缘板7的局部所形成的接触孔中形成的焊接部等导通部7b而连接于供电用端子61。该供电用端子61形成为沿温度调节用基座部3的贯穿孔3b将温度调节用基座部3沿其厚度方向进行贯穿,并达到绝缘板7,在供电用端子61的外周侧设置有绝缘用绝缘子61a,相对于温度调节用基座部3被绝缘。

加热器分割体6a、6b、6c、6d沿副加热器6A、6B、6C、6D的周向形成有多个,因此将供电用端子61配置在相对于温度调节用基座部3的周向而被隔开的位置,以免用于连接于它们的供电用端子61彼此干扰,这些加热器分割体6a、6b、6c、6d分别使用各自的配线体9a而被连接。

另外,为了对加热器分割体6a、6b、6c、6d分别进行供电,对它们分别连接有两个供电用端子61,但在图4的剖面结构中仅示出一部分,其它配线体9a的连接结构适当地省略记载。

加热器分割体6a、6b、6c、6d的每一个均连接有各两个供电用端子61,对加热器分割体6a、6b、6c、6d的每一个,经由两个供电用端子61而连接有开关元件和电源装置。

根据以上说明的结构,对于加热器分割体6a、6b、6c、6d的每一个,能够根据开关元件与电源的动作进行通电发热控制。关于开关元件和电源的动作,随着第1加热元件5和电阻体的数量不同而开关元件、正极、负极的数量不同,仅凭这一点便能够以相同的结构进行动作。

另外,副加热器6A~6D的供电用端子61的数量,能够通过加热器模式及开关元件的配置而小于加热器分割体的数量的2倍。

若将板状试料W供给到蚀刻装置或成膜装置而暴露于等离子体气氛或成膜气氛中,则在板状试料W中根据等离子体的生成状态或成膜室内的温度分布等而产生温度差。

例如,如图6所示,利用热摄像机200来拍摄板状试料W的表面的温度分布,并利用热曲线进行分析,若在板状试料W中产生温度较低的区域,则对相应区域的加热器分割体6a、6b、6c、6d中的任一个进行通电并进行加温,由此使与加热器分割体6a、6b、6c、6d的每个区域的上方对应的板状试料W的各区域的表面温度局部上升,能够使板状试料W的表面温度均匀化。

加温时的温度控制是能够通过对加热器分割体6a、6b、6c、6d的每一个进行通电时的施加电压控制、电压施加时间控制、电流值控制等而进行的。

在上述结构中,将第2加热元件6分割为多个加热器分割体6a、6b、6c、6d,且以能够分别进行通电发热控制的方式构成,因此即使在所吸附的板状试料W中欲产生温度分的情况下,也通过对与温度较低的区域对应的位置的加热器分割体6a、6b、6c、6d中的任一个进行通电使其发热而使板状试料W的温度较低的区域的温度上升,从而能够使温度分布均匀化。

因此,为了等离子体蚀刻或成膜等,在由静电卡盘装置101保持有板状试料W的情况下,通过加热器分割体6a~6d的独立温度控制使板状试料W的表面温度均匀化,由此能够进行均匀的蚀刻或均匀的成膜。

并且,相对于主加热器5A~5D,将加热器分割体6a、6b、6c、6d的每单位面积的发热量设为较小,由此能够将对温度微调用加热器分割体6a、6b、6c、6d的通电量设为较小。另外,由于能够将加热器分割体6a、6b、6c、6d的通电量设为较小,因此例如通过将对加热器分割体6a、6b、6c、6d的通电电流设为脉冲电流而能够减少电力供给量。

在所述结构中,主加热器5A~5D的厚度和加热器分割体6a、6b、6c、6d的厚度在制造时能够自由选择,因此能够分别设定与各加热器、各配线对应的耐电压,并能够对各加热器、各配线设定各自优选的耐电压值。例如作为一例,将包括Ti薄板的主加热器的厚度设定为100μm,且将包括Mo薄板的加热器分割体的厚度设定为5μm,由此能够将加热器分割体的每单位面积的发热量调整为主加热器的1/5以下。当然,除了构成材料和加热器厚度以外,也可以通过供给电压的调整来进行主加热器和加热器分割体的发热量的调节。

然而,在第2实施方式的结构中,将第1加热元件5设为沿其径向分割为四个而包括四个主加热器5A~5D的结构,但第1加热元件5的分割数量并不限定于四个,而可以是任意的数量。并且,第2加热元件6沿径向分割为四个而由四个副加热器6A~6D构成,另外,将第1副加热器6A设为2分割结构,将第2副加热器6B设为4分割结构,将第3副加热器6C设为4分割结构,将第4副加热器6D设为8分割结构,但第2加热元件6沿径向的分割数量可以是任意的数量,各副加热器的分割数量也可以是任意的数量。然而,从由副加热器进行局部的温度微调的观点考虑,优选第2加热元件6的分割数量比第1加热元件5的分割数量多。

在本实施方式中,第2加热元件6设为1层结构,但第2加热元件6也可以是2层以上的多层结构。并且,在本实施方式中,将第1加热元件5和第2加热元件6配置在俯视观察时呈环状重叠的区域,但也可以配置在俯视观察时从重叠的区域稍微偏离的位置。例如,将第2加热元件的多个副加热器配置成在俯视观察时填补形成于构成第1加热元件5的多个主加热器设置区域(圆环状设置区域)之间的一点间隙,也可以配置成用多个副加热器来填补多个主加热器之间的间隙区域。当然,在将第2副加热器配置2层以上的情况下,也可以采用通过使各层的配置区域在俯视观察时偏离而填补主加热器之间的间隙的结构。

静电卡盘装置101通过使用上述结构而能够提供静电卡盘装置101,该静电卡盘装置101即使为具备分割为多个的加热器的结构,也能够进行由各加热器所加热的区域的均匀的温度控制。并且,因保护电极70而不需要构成第1加热元件5及第2加热元件6的主加热器及副加热器用高频截止滤波器,能够避免静电卡盘装置101的结构变得复杂,并能够减少静电卡盘装置101的制作成本。

“第3实施方式”

图7是表示本发明的第3实施方式的静电卡盘装置的剖视图。该方式的静电卡盘装置501具备:圆板状静电卡盘部502,将一主面(上表面)侧设为载置面;圆板状温度调节用基座部503,设置于该静电卡盘部502的下方,且具有将静电卡盘部502调整为所希望的温度的厚度;层状结构的高频产生用电极550,夹装于静电卡盘部502与温度调节用基座部503之间;层状结构的第1加热元件505,夹装于静电卡盘部502与高频产生用电极550之间;层状结构的第2加热元件506,夹装于高频产生用电极550与温度调节用基座部503之间;及金属板551,夹装于高频产生用电极550与第2加热元件之间。并且,静电卡盘装置501构成为具备粘接剂层509B,该粘接剂层509B是包覆静电卡盘部502的底面侧和第1加热元件505的周围而形成的。

静电卡盘部502由以下部分构成:载置板511,将上表面设为载置半导体晶圆等板状试料W的载置面511a;支承板512,与该载置板511设为一体化,并支承该载置板511的底部侧;静电吸附用电极(静电吸附用内部电极)513,设置于该载置板511与该支承板512之间;绝缘材料层514,将静电吸附用电极513的周围进行绝缘;及引出电极端子515A,以贯穿支承板512的方式设置,且用于对静电吸附用电极513施加直流电压。

载置板511及支承板512为将重合面的形状设为相同的圆板状的板。它们包括氧化铝-碳化硅(Al2O3-SiC)复合烧结体、氧化铝(Al2O3)烧结体、氮化铝(AlN)烧结体、氧化钇(Y2O3)烧结体等具有机械强度且对腐蚀性气体及其等离子体具有耐久性的绝缘性陶瓷烧结体。

在载置板511的载置面511a,直径小于板状试料的厚度的突起部511b以规定间隔形成多个。这些突起部511b支承板状试料W。

包含载置板511、支承板512、静电吸附用电极513及绝缘材料层514的整体的厚度,即静电卡盘部502的厚度作为一例形成为0.7mm以上且5.0mm以下。

例如,若静电卡盘部502的厚度小于0.7mm,则难以确保静电卡盘部502的机械强度。若静电卡盘部502的厚度超过5.0mm,则静电卡盘部502的热容量变大。因此被载置的板状试料W的热响应性变差,静电卡盘部502的横向的传热增加。因此难以将板状试料W的面内温度维持为所希望的温度模式。在此所说明的各部厚度为一个例子,并不限定于所述范围。

静电吸附用电极513被用作通过产生电荷而由静电吸附力用于固定板状试料W的静电卡盘用电极。根据用途可以适当地调整其形状或大小。

静电吸附用电极513优选由氧化铝-碳化钽(Al2O3-Ta4C5)导电性复合烧结体、氧化铝-钨(Al2O3-W)导电性复合烧结体、氧化铝-碳化硅(Al2O3-SiC)导电性复合烧结体、氮化铝-钨(AlN-W)导电性复合烧结体、氮化铝-钽(AlN-Ta)导电性复合烧结体、氧化钇-钼(Y2O3-Mo)导电性复合烧结体等导电性陶瓷或者钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)等高熔点金属而形成。

静电吸附用电极513的厚度并无特别的限定,但例如能够选择0.1μm以上且100μm以下的厚度,更优选5μm以上且20μm以下的厚度。

若静电吸附用电极513的厚度小于0.1μm,则难以确保充分的导电性。若静电吸附用电极513的厚度超过100μm,则在静电吸附用电极513与载置板511及支承板512的接合界面上容易产生剥离或龟裂。可以认为这是由静电吸附用电极513与载置板511及支承板512之间的热膨胀率差而引起的。

这种厚度的静电吸附用电极513能够通过溅射法、蒸镀法等成膜法或者丝网印刷法等涂布法而容易形成。

绝缘材料层514围绕静电吸附用电极513而从腐蚀性气体及其等离子体保护静电吸附用电极513,并且将载置板511与支承板512的边界部,即静电吸附用电极513以外的外周部区域接合成一体,由与构成载置板511及支承板512的材料为相同组成或主成分相同的绝缘材料构成。

引出电极端子515A是为了对静电吸附用电极513施加直流电压而设置的棒状端子。作为引出电极端子515A的材料,只要是耐热性优异的导电性材料,则并无特别的限制,但优选热膨胀系数接近于静电吸附用电极513及支承板512的热膨胀系数的导电性材料,例如由Al2O3-Ta4C5等导电性陶瓷材料构成。

引出电极端子515A与导电性粘接部515B连接于后述的供电用端子515C。导电性粘接部515B包括具有柔软性和耐电性的硅类导电性粘接剂。

供电端子515C包括钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)、铌(Nb)、可伐合金等金属材料。

在供电用端子515C的外周侧设置有具有绝缘性的绝缘子515a,通过该绝缘子515a,供电用端子515C相对于金属制温度调节用基座部503而被绝缘。引出电极端子515A与支承板512接合成一体,另外,载置板511和支承板512通过静电吸附用电极513及绝缘材料层514被接合成一体,从而构成静电卡盘部502。

供电用端子515C设置成贯穿后面进行详述的温度调节用基座部503的贯穿孔503b。

温度调节用基座部503是用于将静电卡盘部502调整为所希望的温度,且具有厚度的圆板状基座部。温度调节用基座部503形成有在其内部使水等循环的流路503A。

温度调节用基座部503将金属材料设为形成材料。该金属材料优选为导热性、导电性、加工性优异的金属或者包含这些金属的复合材料。例如,可以适当地使用铝(Al)、铝合金、铜(Cu)、铜合金、不锈钢(SUS)等。该温度调节用基座部503的至少暴露于等离子体的面优选被实施氧化铝膜处理或者形成有氧化铝等的绝缘膜。

在相对于温度调节用基座部503的流路503A而形成于静电卡盘部502侧的凹部503a形成有开口部503B。在该开口部503B内配置有后述的第2加热元件506。

高频产生用电极550是为了在装置内产生等离子体而用于产生高频的电极。例如,在反应离子蚀刻(RIE)装置中,由高频产生电源对高频产生用电极550施加高频电力,由此在所对置的对置电极之间产生放电,从而能够使气体等离子体化。

高频产生用电极550被夹装于静电卡盘部502与温度调节用基座部503之间。在高频产生用电极550上连接有经由供电用端子552而连接的省略图示的高频电源,并构成为能够将高频电力施加于高频产生用电极550。供电用端子552被绝缘子552a包覆,以保持与温度调节用基座部503的绝缘性。

高频产生用电极550包括金属材料,其周围被绝缘层553包覆。

通过绝缘层553而与温度调节用基座部503绝缘。即能够防止施加于高频产生用电极550的电压向外部泄漏。

优选由非磁性金属形成高频产生用电极550的形成材料。通过使用非磁性金属,即使在高频气氛中使用静电卡盘装置501,也能够抑制高频产生用电极550因高频而自行发热。从而,即使在高频气氛中,也容易将板状试料的面内温度维持为所希望的恒定温度或恒定的温度模式。

高频产生用电极550的厚度优选为20μm以上且1000μm以下。若高频产生用电极550的厚度过厚,则热容量过大,被载置的板状试料W的热响应性变差。并且,若高频产生用电极550的厚度过薄,则产生高频产生用电极的发热不均、电场的不均,对等离子体的均匀性造成影响。

第1加热元件505经由粘接层509A而粘接于包覆高频产生电极550的绝缘层553上。粘接层509A包括与粘接剂层509B相同的粘接性树脂,能够使用片状或薄膜状的粘接层。并且,也可以经由粘接层509A而粘接于支承板512的底面侧。

如图8所示,第1加热元件505包括配置于中心部的圆环状区域的第1主加热器505A、以依次包围该第1主加热器505A的方式配置于圆环状区域的第2主加热器505B、第3主加热器505C及第4主加热器505D。如图8所示,配置有第1主加热器505A~第4主加热器505D的区域优选为与圆板状静电卡盘部502相同程度的大小。

另外,主加热器505A、505B、505C、505D在图8中描绘成俯视观察时呈简单的圆环状,但各主加热器505A、505B、505C、505D配置成使带状加热器弯曲而占图8所示的圆环状区域。因此,在图7所示的剖面结构中,分别描绘出构成各主加热器505A、505B、505C、505D的带状加热器。

作为一例,将厚度为0.2mm以下优选为0.1mm左右的具有恒定厚度的非磁性金属薄板例如钛(Ti)薄板、钨(W)薄板、钼(Mo)薄板等,通过光微影法,加工成所希望的加热器形状例如使带状加热器弯曲的形状的整体轮廓为圆环状,由此可以得到主加热器505A~505D。

这些主加热器505A~505D通过厚度均匀的具有耐热性及绝缘性的包括片状或薄膜状硅树脂或丙烯酸树脂等的粘接层509A而粘接并固定于支承板512的底面。

第2加热元件506配设于在温度调节用基座部503的凹部503a内所形成的开口部503B内。开口部503B是通过温度调节用基座部503的凹部503a和设置在其凹部503a的上部的金属板551而形成的。在开口部503B,从流路503A侧依次层叠绝缘板507、配线层504、绝缘板508及第2加热元件506,以绝缘部510包围它们的周围的方式形成。金属板551能够使用包括与温度调节用基座部503相同的构成材料的金属板。

绝缘板507通过粘接层507A而粘接于开口部503B的流路503A侧的面。该粘接层507A能够使用与粘接层509A相同的粘接层。粘接层507A例如形成为厚度5~100μm左右。绝缘板507、508包括聚酰亚胺树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂等具有耐热性的树脂的薄板、片材或薄膜。

另外,绝缘板507、508可以是绝缘性陶瓷板,并且也可以是氧化铝等具有绝缘性的喷镀膜,以代替树脂片材。

作为一例,在绝缘板507的上表面形成有配线层504,在绝缘板508的上表面形成有第2加热元件506,由绝缘部510包覆它们的周围,由此实现图7所示的层叠结构。绝缘部510是为了避免第2加热元件506与温度调节用基座部503电连接而设置的。

如图9所示,第2加热元件506包括配置于中心部的圆环状区域的第1副加热器506A、以依次包围该第1副加热器506A的方式形成于圆环状区域的第2副加热器506B、第3副加热器506C及第4副加热器506D。第1副加热器506A组合多个(图9的结构的情况下为两个)配置于扇形环状体形状区域的加热器分割体506a而形成为圆环状,第2副加热器506B组合多个(图9的结构的情况下为四个)配置于扇形环状体形状区域的加热器分割体506b而形成为圆环状。第3副加热器506C组合多个(图9的结构的情况下为四个)配置于扇形环状体形状区域的加热器分割体506c而形成为圆环状。第4副加热器506D组合多个(图9的结构的情况下为八个)配置于扇形环状体形状区域的加热器分割体506d而形成为圆环状。

关于加热器分割体506a~506d,将比主加热器505A~505D薄的非磁性金属薄板例如钼(Mo)薄板、钨(W)薄板、铌(Nb)薄板、钛(Ti)薄板、铜(Cu)薄板等,通过光微影法,加工成所希望的加热器形状例如带状加热器弯曲的形状的整体轮廓为扇形环状体形状,由此可以得到。

这些加热器分割体506a~506d优选为显示比主加热器505A~505D的每单位面积的发热量低的发热量的结构,优选比主加热器505A~505D薄的结构,或者由发热量较低的材料构成。作为一例,在由厚度100μm的Ti薄板构成主加热器的情况下,能够由厚度5μm的Mo薄板构成副加热器。

这些加热器分割体506a~506d通过厚度均匀的具有耐热性及绝缘性的包括片状或薄膜状硅树脂或丙烯酸树脂等的省略图示的粘接剂层而粘接并固定于绝缘板508的上表面。

另外,在本实施方式中,将副加热器506A、506B、506C、506D设为2分割、4分割或8分割结构,但分割数量可以是任意的,分割时的形状也可以是任意的。

金属板551设置于包括多个副加热器的第2加热元件506与高频产生用电极550之间。通过金属板551被接地而能够抑制第2加热元件506受到高频的影响。从而,能够防止高频电流经由第2加热元件506向副加热器用电源泄漏,并能够去除副加热器用高频截止滤波器。

即,能够避免静电卡盘装置501的结构变得复杂,并能够降低静电卡盘装置501的制作成本。并且,也没有高频作为干扰向加热器的供给电源泄漏,且加热器电源的动作以及性能受损的可能性。另外,能够抑制配置于温度调节用基座部503内部的第2加热元件506因高频而发热,并能够以更高精度进行温度分布的微调。

并且,优选金属板551与温度调节用基座部503被电连接。

可以将金属板551和温度调节用基座部503进行接合而一体化。若金属板551与温度调节用基座部503被电连接,则仅通过使温度调节用基座部503接地,而能够经由金属板551从温度调节用基座部503去除由高频产生用电极550产生的高频。从而,能够进一步避免静电卡盘装置501的结构变得复杂。

金属板551优选具有其平面方向的传热受到阻碍的传热势垒(第1传热势垒)。具体而言,如图10所示,优选具有沿其圆周方向延伸的多个切口、槽及对它们的内部填充导热性差的(导热性比构成金属板的金属差)树脂等的结构。作为导热性差的树脂,例如能够使用聚酰亚胺树脂等。

在静电卡盘装置中,在平面方向中可容许向同心圆方向(周向)的导热。另一方面,径向的导热会成为均热性的阻碍因素。若金属板能够向平面方向进行传热,则导致缓解被控制的温度分布。因此,通过在金属板551上设置沿圆周方向延伸的多个传热势垒而能够阻碍金属板向平面方向的传热。并且,该切口可以由导热性差的树脂等来填补。作为导热性差的树脂,例如能够使用聚酰亚胺树脂等。

并且,如图10所示,优选沿圆周方向延伸的传热势垒不是横跨圆周方向的整周而设置。即金属板551优选包括未被电分离的1张板。若金属板551由1张板构成,则只要在金属板551的任一点接地就能够使整个金属板551接地。从而,能够进一步避免静电卡盘装置501的结构变得复杂。

并且,如图11所示,金属板551进一步优选具有传热势垒,该传热势垒设置成与相邻的所述多个主加热器之间的区域及相邻的所述多个主加热器之间的区域平面地重叠。通过在金属板551上设置这种传热势垒,根据由各主加热器及副加热器进行温度控制的区域,能够阻碍金属板向平面方向的传热。即,能够进一步提高静电卡盘装置501在每一个区域的温度控制性。

这种传热势垒可以设置于高频产生用电极550。并且,也可以设置于高频产生电极550及金属板551这两者。高频产生用电极550具有沿其圆周方向延伸的多个传热势垒(第2传热势垒),由此能够提高高频产生用电极550内的圆周方向的均热性。如上所述,在静电卡盘装置中,在平面方向中可容许向同心圆方向(周向)的导热。另一方面,径向的导热会成为均热性的阻碍因素。因此,通过将高频产生用电极550的径向进行热分离而能够以更高精度进行板状试料的每一个区域的温度控制。

并且,根据主加热器的加热区域及副加热器的加热区域,在高频产生用电极550上设置传热势垒,由此能够进一步抑制由主加热器及副加热器施加的热通过高频产生用电极550的导热向径向扩展。即能够以更高精度进行板状试料的每一个区域的温度控制。高频产生用电极550也优选由未被电分离的一张板构成。

并且,在本实施方式的结构中,在构成温度调节用基座部503的金属板551的上表面侧,形成有可以容纳第1加热元件505和静电卡盘部502的底部侧的大小的凹部503a。通过以填补该凹部的方式形成的粘接剂层509B,高频产生用电极550与第1加热元件505及静电卡盘部502成为一体化。粘接剂层509B能够使用聚酰亚胺树脂、硅树脂、环氧树脂等具有耐热性及绝缘性的粘接性树脂。

接着,关于用于对第1加热元件505进行供电的结构进行说明。

第1加热元件505包括主加热器505A、505B、505C、505D,但在这些每个主加热器505A、505B、505C、505D上设置有用于供电的多个供电用端子517。图8中仅示出主加热器505A、505B、505C、505D的大致形状,但任一个加热器中,用于连接于电源的导通部均设置在各加热器的一端侧和另一端侧,因此对主加热器505A、505B、505C、505D各设置有两个、合计八个供电用端子517。

图7中,为了简化说明,仅描绘出对最外周的主加热器505D连接的一个供电用端子517,但该供电用端子517配置成将温度调节用基座部503、绝缘板507、508、副加热器506D、绝缘部510、金属板551及高频产生用电极550沿它们的厚度方向进行局部贯穿。并且,在供电用端子517的外周面装配有绝缘用筒型绝缘子518,温度调节用基座部503和供电用端子517被绝缘。另外,供电端子517经由粘接部509b而与第1加热元件505粘接。

构成供电用端子517的材料能够使用与构成所述供电用端子515C的材料相同的材料。

图7中未描绘出所有供电用端子517,但主加热器505A、505B、505C、505D中的任一个均连接有各两个供电用端子517,对主加热器505A、505B、505C、505D的每一个,经由两个供电用端子517而连接有电源装置,从而能够进行通电控制。

这些供电用端子517设置成分别贯穿形成于温度调节用基座部503的贯穿孔503b,进而设置成在所连接的对象为主加热器505A、505B、505C、505D中的任一个的情况下也贯穿绝缘板507、508。

通过以上说明的结构,能够对主加热器505A、505B、505C、505D的每一个,根据开关元件和电源的动作进行每一个主加热器的通电发热控制。

并且,在主加热器505A、505B、505C、505D的下表面侧设置有温度传感器520。在图7的结构中,以将温度调节用基座部503、绝缘板507、508、副加热器506D及高频产生用电极550沿它们的厚度方向局部贯穿的方式设置有设置孔521。这些设置孔521的顶部、靠近主加热器505A、505B、505C、505D中的任一个的位置分别设置有温度传感器520。另外,温度传感器520优选尽量设置于靠近主加热器505A、505B、505C、505D的位置,因此在图7的结构中,以向主加热器侧突出的方式形成有突出部520a,该突出部520a的内侧设置有温度传感器520。

温度传感器520作为一例为在包括石英玻璃等的长方体形状的透光体的上表面侧形成有荧光体层的荧光发光型温度传感器,该温度传感器520通过具有透光性及耐热性的硅树脂类粘接剂等而粘接于主加热器505A、505B、505C、505D的下表面。

所述荧光体层包括根据来自主加热器的发热而产生荧光的材料,若为根据发热而产生荧光的材料,则能够选择各种荧光材料,但作为一例,能够从添加有适合发光的具有能级的稀土元素的荧光材料、AlGaAs等半导体材料、氧化镁等金属氧化物、红宝石或蓝宝石等矿物中适当地选择而使用。

与主加热器505A、505B、505C、505D对应的温度传感器520分别设置于分别不与供电用端子等发生干扰的位置,且主加热器505A、505B、505C、505D的下表面周向的任意的位置。

由这些温度传感器520的荧光测定主加热器505A~505D的温度的温度测量部522,作为一例,如图7所示,由以下部分构成:激发部523,在温度调节用基座部503的设置孔521的外侧(下侧),对所述荧光体层照射激发光;荧光检测器524,检测从荧光体层发出的荧光;及控制部525,控制激发部523及荧光检测器524,并且根据所述荧光计算主加热器的温度。

然而,图7中由符号528表示的是销插通孔,该销插通孔从温度调节用基座部503至载置板511以沿它们的厚度方向局部贯穿的方式而设置,在该销插通孔528中设置有板状试料脱离用升降销。在销插通孔528的外周部设置有筒状绝缘子529。

接着,关于构成副加热器506A~506D的加热器分割体和对它们分别进行供电的结构进行说明。

副加热器506A~506D在俯视观察时如图9所示设为将各副加热器506A~506D沿它们的周向分别进行分割的多个加热器分割体506a、506b、506c、506d的集合结构。为了分别对加热器分割体506a、506b、506c、506d进行供电,在本实施方式中,在绝缘板507的上表面侧设置有包括铜等低电阻材料的配线层504。

配线层504包括分别被分支的多个配线体504a,且各配线体504a连接于加热器分割体506a、506b、506c、506d中的任一个。

在图7中,在绝缘板507的上表面侧,以从其中央部侧向边缘侧延伸的方式配置有多个配线体504a,各配线体504a的一端侧经由在绝缘板508的局部所形成的接触孔中形成的焊接部等导通部508b而连接于加热器分割体中的任一个。并且,各配线体504a的另一端侧经由在绝缘板507的局部所形成的接触孔中形成的焊接部等导通部507b而连接于供电用端子526。该供电用端子526形成为沿温度调节用基座部503的贯穿孔503b将温度调节用基座部503向其厚度方向进行贯穿并达到绝缘板507,且在供电用端子526的外周侧设置有绝缘用绝缘子527,相对于温度调节用基座部503被绝缘。

加热器分割体506a、506b、506c、506d沿副加热器506A、506B、506C、506D的周向形成有多个,因此将供电用端子526配置在相对于温度调节用基座部503的周向而被隔开的位置,以免用于连接于它们的供电用端子526彼此干扰,这些加热器分割体506a、506b、506c、506d分别使用各自的配线体504a而被连接。

另外,为了对加热器分割体506a、506b、506c、506d分别进行供电,对它们分别连接有两个供电用端子526,但在图7的剖面结构中仅示出一部分,其它配线体504a的连接结构适当地省略记载。

加热器分割体506a、506b、506c、506d的每一个均连接有各两个供电用端子526,对加热器分割体506a、506b、506c、506d的每一个,经由两个供电用端子526而连接有开关元件和电源装置。

根据以上说明的结构,对于加热器分割体506a、506b、506c、506d的每一个,能够根据开关元件与电源的动进行通电发热控制。

另外,副加热器506A~506D的供电用端子526的数量,能够通过加热器模式及开关元件的配置而小于加热器分割体的数量的2倍。

在所述结构的静电卡盘装置501中,第1加热元件505与温度调节用基座部503之间的传热率优选小于4000W/m2K且大于200W/m2K。

若传热率大于200W/m2K,则能够提高第1加热元件505与温度调节用基座部503之间的热响应性,且在进行静电卡盘装置502的温度控制的情况下可以进行响应性良好的温度控制。

另外,在传热率大于4000W/m2K的情况下,从加热部到温度调整基座的热流出增大,为了将承载物(板状试料)W升温至规定温度而需要对加热器供给过量的电力,因此不优选。

如以上说明那样构成的静电卡盘装置501中,由静电用端子515C对静电卡盘部502的静电吸附用电极513进行通电以产生静电吸附力,从而能够将板状试料W吸附到载置面511a的突起部511b上而使用。

并且,能够使制冷剂在温度调节用基座部503中循环而对板状试料W进行冷却,并且经由供电用端子517从电源对主加热器505A~505D的每一个进行通电,由此使主加热器505A~505D分别发热,通过对板状试料W进行加温而能够进行温度控制。并且,对加热器分割体506a~506d分别进行通电,由此能够对与这些加热器分割体506a~506d对应的区域的温度进行微调。

若将板状试料W供给到蚀刻装置或成膜装置而暴露于等离子体气氛或成膜气氛中,则在板状试料W中根据等离子体的生成状态或成膜室内的温度分布等而产生温度差。

例如,如图12所示,利用热摄像机530来拍摄板状试料W的表面的温度分布,并利用热曲线进行分析,若在板状试料W中产生温度较低的区域,则对相应区域的加热器分割体506a、506b、506c、506d中的任一个进行通电并进行加温,由此使与加热器分割体506a、506b、506c、506d的每个区域的上方对应的板状试料W的各区域的表面温度局部上升,能够使板状试料W的表面温度均匀化。

加温时的温度控制是能够通过对加热器分割体506a、506b、506c、506d的每一个进行通电时的施加电压控制、电压施加时间控制、电流值控制等而进行的。

在上述结构中,将第2加热元件506分割为多个加热器分割体506a、506b、506c、506d,且以能够分别进行通电发热控制的方式构成,因此即使在所吸附的板状试料W中欲产生温度分的情况下,通过对与温度较低的区域对应的位置的加热器分割体506a、506b、506c、506d中的任一个进行通电并使其发热,也使板状试料W的温度较低的区域的温度上升,从而能够使温度分布均匀化。

因此,为了等离子体蚀刻或成膜等而由静电卡盘装置501保持有板状试料W的情况下,通过加热器分割体506a~506d的独立温度控制而使板状试料W的表面温度均匀化,由此能够进行均匀的蚀刻或均匀的成膜。

并且,相对于主加热器505A~505D,将加热器分割体506a、506b、506c、506d的每单位面积的发热量设为较小,由此能够将对温度微调用加热器分割体506a、506b、506c、506d的通电量设为较小。另外,由于能够将加热器分割体506a、506b、506c、506d的通电量设为较小,因此例如通过将对加热器分割体506a、506b、506c、506d的通电电流设为脉冲电流而能够减少电力供给量。

在所述结构中,主加热器505A~505D的厚度和加热器分割体506a、506b、506c、506d的厚度在制造时能够自由选择,因此能够分别设定与各加热器、各配线对应的耐电压,并能够对各加热器、各配线设定分别优选的耐电压值。例如作为一例,将包括Ti薄板的主加热器的厚度设定为100μm,且将包括Mo薄板的加热器分割体的厚度设定为5μm,由此能够将加热器分割体的每单位面积的发热量调整为主加热器的1/5以下。当然,除了构成材料和加热器厚度以外,也可以通过供给电压的调整来调节主加热器和加热器分割体的发热量。

然而,在第3实施方式的结构中,将第1加热元件505设为沿其径向分割为四个而包括四个主加热器505A~505D的结构,但第1加热元件505的分割数量并不限定于四个,而可以是任意的数量。并且,第2加热元件506沿径向分割为四个而由四个副加热器506A~506D构成,另外,将第1副加热器506A设为2分割结构,将第2副加热器506B设为4分割结构,将第3副加热器506C设为4分割结构,将第4副加热器506D设为8分割结构,但第2加热元件506沿径向的分割数量可以是任意的数量,各副加热器的分割数量也可以是任意的数量。然而,从由副加热器进行局部的温度微调的观点考虑,优选第2加热元件506的分割数量比第1加热元件505的分割数量多。

在本实施方式中,第2加热元件506设为1层结构,但第2加热元件506也可以是2层以上的多层结构。并且,在本实施方式中,将第1加热元件505和第2加热元件506配置于在俯视观察时呈环状重叠的区域,但也可以配置于在俯视观察时从重叠的区域稍微偏离的位置。例如,将第2加热元件的多个副加热器配置成在俯视观察时填补形成于构成第1加热元件505的多个主加热器设置区域(圆环状设置区域)之间的一点间隙,也可以配置成用多个副加热器来填补多个主加热器之间的间隙区域。当然,在将第2副加热器配置2层以上的情况下,也可以采用通过使各层的配置区域在俯视观察时偏离而填补主加热器之间的间隙的结构。

“第4实施方式”

图13是表示本发明的第4实施方式的静电卡盘装置的剖视图,该方式的静电卡盘装置601具备:圆板状静电卡盘部602,将一主面(上表面)侧设为载置面;圆板状温度调节用基座部603,设置于该静电卡盘部602的下方,并具有将静电卡盘部602调整为所希望的温度的厚度;层状结构的第1加热元件605及第2加热元件606,夹装于静电卡盘部602与温度调节用基座部603之间。并且,静电卡盘装置601构成为具备:两张绝缘板607、608,以与所述加热元件606层叠的方式介于静电卡盘部602与温度调节用基座部603之间;配线层604,介于绝缘板607、608之间;粘接层609,将所述加热元件605粘贴于静电卡盘部602的底面侧;及粘接剂层610,形成为包覆它们的周围。

静电卡盘部602由以下部分构成:载置板611,将上表面设为半导体晶圆等板状试料W的载置面611a;支承板612,与该载置板611设为一体化,并支承该载置板611的底部侧;静电吸附用电极(静电吸附用内部电极)613,设置于该载置板611与该支承板612之间;绝缘材料层614,将静电吸附用电极613的周围进行绝缘;及引出电极端子615A,以贯穿支承板612的方式设置,且用于对静电吸附用电极613施加直流电压。

载置板611及支承板612为将重合面的形状设为相同的圆板状的板,包括氧化铝-碳化硅(Al2O3-SiC)复合烧结体、氧化铝(Al2O3)烧结体、氮化铝(AlN)烧结体、氧化钇(Y2O3)烧结体等具有机械强度,且对腐蚀性气体及其等离子体具有耐久性的绝缘性陶瓷烧结体。

在载置板611的载置面611a,直径比板状试料的厚度小的突起部611b以规定间隔形成多个,这些突起部611b支承板状试料W。

包含载置板611、支承板612、静电吸附用电极613及绝缘材料层614的整体的厚度,即静电卡盘部602的厚度作为一例而形成为0.7mm以上且5.0mm以下。

例如,若静电卡盘部602的厚度小于0.7mm,则难以确保静电卡盘部602的机械强度。若静电卡盘部602的厚度超过5.0mm,则静电卡盘部602的热容量变大,被载置的板状试料W的热响应性变差,静电卡盘部的横向的传热增加,由此难以将板状试料W的面内温度维持为所希望的温度模式。另外,在此所说明的各部厚度为一个例子,并不限定于所述范围。

静电吸附用电极613被用作通过产生电荷而由静电吸附力来用于固定板状试料W的静电卡盘用电极,根据其用途可以适当地调整其形状或大小。

静电吸附用电极613优选由氧化铝-碳化钽(Al2O3-Ta4C5)导电性复合烧结体、氧化铝-钨(Al2O3-W)导电性复合烧结体、氧化铝-碳化硅(Al2O3-SiC)导电性复合烧结体、氮化铝-钨(AlN-W)导电性复合烧结体、氮化铝-钽(AlN-Ta)导电性复合烧结体、氧化钇-钼(Y2O3-Mo)导电性复合烧结体等导电性陶瓷或者钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)等高熔点金属形成。

静电吸附用电极613的厚度并无特别的限定,但例如能够选择0.1μm以上且100μm以下的厚度,更优选5μm以上且20μm以下的厚度。

若静电吸附用电极613的厚度小于0.1μm,则难以确保充分的导电性。若静电吸附用电极613的厚度超过100μm,则通过静电吸附用电极613与载置板611及支承板612之间的热膨胀率差,在静电吸附用电极613与载置板611及支承板612的接合界面上容易产生剥离或龟裂。

这种厚度的静电吸附用电极613能够通过溅射法、蒸镀法等成膜法或者丝网印刷法等涂布法而容易形成。

绝缘材料层614围绕静电吸附用电极613而从腐蚀性气体及其等离子体保护静电吸附用电极613,并且将载置板611与支承板612的边界部即静电吸附用电极613以外的外周部区域接合成一体,并由与构成载置板611及支承板612的材料为相同组成或主成分相同的绝缘材料构成。

引出电极端子615A是为了对静电吸附用电极613施加直流电压而设置的棒状端子,作为该引出电极端子615A的材料,只要是耐热性优异的导电性材料就并无特别的限制,但优选热膨胀系数接近于静电吸附用电极613及支承板612的热膨胀系数的材料,例如包括Al2O3-Ta4C5等导电性陶瓷材料。

另外,引出电极端子615A与导电性粘接部615B和后述的供电用端子615C连接。导电性粘接部615B包括具有柔软性和耐电性的硅类导电性粘接剂,供电端子615C包括钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)、铌(Nb)、可伐合金等金属材料。

在供电用端子615C的外周侧设置有具有绝缘性的绝缘子615a,通过该绝缘子615a,供电用端子615C相对于金属制温度调节用基座部603被绝缘。引出电极端子615A与支承板612接合成一体,另外,载置板611和支承板612通过静电吸附用电极613及绝缘材料层614被接合成一体,从而构成静电卡盘部602。

供电用端子615C设置成贯穿后面进行详述的加热元件606和2层结构的绝缘板607、608,并贯穿温度调节用基座部603的贯穿孔603b。

温度调节用基座部603是用于将静电卡盘部602调整为所希望的温度,且具有厚度的圆板状基座部。作为该温度调节用基座部603,例如优选形成有使水在其内部循环的流路603A的水冷基座等。

作为构成该温度调节用基座部603的材料,只要是导热性、导电性、加工性优异的金属或者包含这些金属的复合材料,则并无特别的限制,例如,可以适当地使用铝(Al)、铝合金、铜(Cu)、铜合金、不锈钢(SUS)等。该温度调节用基座部603的至少暴露于等离子体的面优选被实施氧化铝膜处理或者形成有氧化铝等的绝缘膜。

在本实施方式的结构中,在温度调节用基座部603的上表面侧形成有可以容纳2层结构的加热元件605、606、2层结构的绝缘板607、608及静电卡盘部602的底部侧的大小的凹部603a。在该凹部603a内,从底部侧依次容纳有片材型粘接层607A、绝缘板607、配线层604、绝缘板608、第2加热元件606、第1加热元件605、粘接层609及支承板612的底部侧,它们通过以填补凹部603a的方式形成的粘接材料层610而被一体化。

绝缘板607通过粘接层607A而粘接于凹部603a的上表面。该粘接层607A包括聚酰亚胺树脂、硅树脂、环氧树脂等具有耐热性及绝缘性的片状或薄膜状粘接性树脂。粘接层例如形成为厚度5~100μm左右。绝缘板607、608包括聚酰亚胺树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂等具有耐热性的树脂的薄板、片材或薄膜。粘接层609包括具有耐热性的片材型粘接剂层,包括与粘接层607A相同的材料。

另外,绝缘板607、608可以是绝缘性陶瓷板,并且也可以是氧化铝等具有绝缘性的喷镀膜,以代替树脂片材。

作为一例,在绝缘板607的上表面形成有配线层604,在绝缘板608的上表面形成有第2加热元件606,在支承板612的底面侧粘接有第1加热元件605,绝缘板607、608被层叠,由粘接材料层610包覆它们的周围,由此实现图13所示的层叠结构。

如图14所示,第1加热元件605包括配置于中心部的圆环状区域的第1主加热器605A、以依次包围该第1主加热器605A的方式配置于圆环状区域的第2主加热器605B、第3主加热器605C及第4主加热器605D。如图14所示,配置有第1主加热器605A~第4主加热器605D的区域优选为与圆板状静电卡盘部602相同程度的大小。

另外,主加热器605A、605B、605C、605D在图14中描绘成在俯视观察时呈简单的圆环状,但各主加热器605A、605B、605C、605D配置成使带状加热器弯曲而占图14所示的圆环状区域。因此,在图13所示的剖面结构中,分别描绘出构成各主加热器605A、605B、605C、605D的带状加热器。

关于主加热器605A~605D,作为一例,将厚度为0.2mm以下优选为0.1mm左右的具有恒定厚度的非磁性金属薄板例如钛(Ti)薄板、钨(W)薄板、钼(Mo)薄板等,通过光微影法,加工成所希望的加热器形状例如使带状加热器弯曲的形状的整体轮廓为圆环状,由此可以得到。

这些主加热器605A~605D通过厚度均匀的具有耐热性及绝缘性的包括片状或薄膜状硅树脂或丙烯酸树脂等的粘接层609而粘接并固定于支承板612的底面。

如图15所示,第2加热元件606包括配置于中心部的圆环状区域的第1副加热器606A、以依次包围该第1副加热器606A的方式形成于圆环状区域的第2副加热器606B、第3副加热器606C及第4副加热器606D。第1副加热器606A组合多个(图15的结构的情况下为两个)配置于扇形环状体形状区域的加热器分割体606a而形成为圆环状,第2副加热器606B组合多个(图15的结构的情况下为四个)配置于扇形环状体形状区域的加热器分割体606b而形成为圆环状。第3副加热器606C组合多个(图15的结构的情况下为四个)配置于扇形环状体形状区域的加热器分割体606c而形成为圆环状。第4副加热器606D组合多个(图15的结构的情况下为八个)配置于扇形环状体形状区域的加热器分割体606d而形成为圆环状。

将比主加热器605A~605D薄的非磁性金属薄板例如钼(Mo)薄板、钨(W)薄板、铌(Nb)薄板、钛(Ti)薄板、铜(Cu)薄板等,通过光微影法,加工成所希望的加热器形状例如带状加热器弯曲的形状的整体轮廓为扇形环状体形状,由此可以得到加热器分割体606a~606d。这些加热器分割体606a~606d需要构成为显示比主加热器605A~605D的每单位面积的发热量低的发热量,优选比主加热器605A~605D薄的结构或者由发热量较低的材料构成。作为一例,在由厚度100μm的Ti薄板构成主加热器的情况下,能够由厚度5μm的Mo薄板构成副加热器。

这些加热器分割体606a~606d通过厚度均匀的具有耐热性及绝缘性的包括片状或薄膜状硅树脂或丙烯酸树脂等的省略图示的粘接剂层而粘接并固定于绝缘板608的上表面。

另外,在本实施方式中,将副加热器606A、606B、606C、606D设为2分割、4分割或8分割结构,但分割数量可以是任意的,分割时的形状也可以是任意的。

如上所述,第1加热元件605包括主加热器605A、605B、605C、605D,但在这些每个主加热器605A、605B、605C、605D上设置有用于供电的多个供电用端子617。图14中仅示出主加热器605A、605B、605C、605D的大致形状,但任一个加热器中,用于连接于电源的导通部均设置在各加热器的一端侧和另一端侧,因此对主加热器605A、605B、605C、605D设置有各两个、合计八个供电用端子617。

图13中,为了简化说明,仅描绘出对最外周的主加热器605D连接的一个供电用端子617,但该供电用端子617配置成将温度调节用基座部603、绝缘板607、608、副加热器606D及存在于它们周围的粘接材料层610以沿它们的厚度方向局部贯穿。并且,在供电用端子617的外周面装配有绝缘用筒型绝缘子618,温度调节用基座部603和供电用端子617被绝缘。

构成供电用端子617的材料能够使用与构成所述供电用端子615C的材料相同的材料。

图13中未描绘出所有供电用端子617,但主加热器605A、605B、605C、605D中的任一个均连接有各两个供电用端子617,对主加热器605A、605B、605C、605D的每一个,经由两个供电用端子617而连接有省略图示的开关元件和电源装置,从而能够进行通电控制。

这些供电用端子617设置成分别贯穿形成于温度调节用基座部603的贯穿孔603b,进而设置成在连接对象为主加热器605A、605B、605C、605D中的任一个的情况下也贯穿绝缘板607、608。

通过以上说明的结构,能够对主加热器605A、605B、605C、605D的每一个,根据电源的动作进行每一个主加热器的通电发热控制。

并且,在主加热器605A、605B、605C、605D的下表面侧设置有温度传感器620。图13的结构中形成有设置孔621,该设置孔621将温度调节用基座部603、绝缘板607、608、副加热器606D及存在于它们周围的粘接材料层610以沿它们的厚度方向局部贯穿,这些设置孔621的顶部、靠近主加热器605A、605B、605C、605D中的任一个的位置分别设置有温度传感器620。另外,温度传感器620优选尽量设置于靠近主加热器605A、605B、605C、605D的位置,因此在图13的结构中,在绝缘板607的一部分,以向主加热器侧突出的方式形成有突出部607a,该突出部607a的内侧设置有温度传感器620。

温度传感器620作为一例为在包括石英玻璃等的长方体形状的透光体的上表面侧形成有荧光体层的荧光发光型温度传感器,该温度传感器620通过具有透光性及耐热性的硅树脂类粘接剂等而粘接于主加热器605A、605B、605C、605D的下表面。

所述荧光体层包括根据来自主加热器的发热而产生荧光的材料,若为根据发热而产生荧光的材料,则能够选择各种荧光材料,但作为一例,能够从添加有适合发光的具有能级的稀土元素的荧光材料、AlGaAs等半导体材料、氧化镁等金属氧化物、红宝石或蓝宝石等矿物中适当地选择而使用。

与主加热器605A、605B、605D对应的温度传感器620分别设置于分别不与供电用端子等发生干扰的位置,且主加热器605A、605B、605D的下表面周向的任意的位置。

由这些温度传感器620的荧光测定主加热器605A~605D的温度的温度测量部622,作为一例,如图13所示,由以下部分构成:激发部623,在温度调节用基座部603的设置孔621的外侧(下侧),对所述荧光体层照射激发光;荧光检测器624,检测从荧光体层发出的荧光;及控制部625,控制激发部623及荧光检测器624,并且根据所述荧光计算主加热器的温度。

然而,图13中由符号628表示的是销插通孔,该销插通孔设置成从温度调整用基座部603至载置板611以沿它们的厚度方向局部贯穿,在该销插通孔628中设置有板状试料脱离用升降销。在销插通孔628的外周部设置有筒状绝缘子629。

接着,关于构成副加热器606A~606D的加热器分割体和对它们分别进行供电的结构进行说明。

副加热器606A~606D在俯视观察时如图15所示设为将各副加热器606A~606D沿它们的周向分别进行分割的多个加热器分割体606a、606b、606c、606d的集合结构。为了分别对加热器分割体606a、606b、606c、606d进行供电,在本实施方式中,在绝缘板607的上表面侧设置有包括铜等低电阻材料的配线层604。

配线层604包括分别被分支的多个配线体604a,各配线体604a连接于加热器分割体606a、606b、606c、606d中的任一个。

在图13中,在绝缘板607的上表面侧,以从其中央部侧向边缘侧延伸的方式配置有多个配线体604a,各配线体604a的一端侧经由在绝缘板608的局部形成形成的接触孔中所形成的焊接部等导通部608b而连接于加热器分割体中的任一个。并且,各配线体604a的另一端侧经由在绝缘板607的局部所形成的接触孔中形成的焊接部等导通部607b而连接于供电用端子626。该供电用端子626形成为沿温度调节用基座部603的贯穿孔603b将温度调节用基座部603向其厚度方向进行贯穿并达到绝缘板607,在供电用端子626的外周侧设置有绝缘用绝缘子627,相对于温度调节用基座部603被绝缘。

沿副加热器606A、606B、606C、606D的周向形成有多个加热器分割体606a、606b、606c、606d,因此为了避免用于连接于它们的供电用端子626彼此干扰,将供电用端子626配置在相对于温度调节用基座部603的周向而隔开的位置,这些加热器分割体606a、606b、606c、606d分别使用各自的配线体604a而被连接。

另外,为了对加热器分割体606a、606b、606c、606d分别进行供电,对它们分别连接有两个供电用端子626,但在图13的剖面结构中仅示出一部分,其它配线体604a的连接结构适当地省略记载。

加热器分割体606a、606b、606c、606d中的每一个均连接有各两个供电用端子626,对于加热器分割体606a、606b、606c、606d中的每一个,经由两个供电用端子626而连接有开关元件和电源装置。

根据以上说明的结构,对于加热器分割体606a、606b、606c、606d中的每一个,根据开关元件与电源的动作能够进行通电发热控制。

另外,副加热器606A~606D的供电用端子626的数量,能够通过加热器模式及开关元件的配置而小于加热器分割体的数量的2倍。

在所述结构的静电卡盘装置601中,第1加热元件605与温度调节用基座部603之间的传热率优选小于4000W/m2K且大于200W/m2K。

若传热率大于200W/m2K,则能够提高第1加热元件605与温度调节用基座部603之间的热响应性,并且在进行静电卡盘装置602的温度控制的情况下,可以进行响应性良好的温度控制。

如以上说明那样构成的静电卡盘装置601从静电用端子615C对静电卡盘部602的静电吸附用电极613进行通电,以产生静电吸附力,能够将板状试料W吸附到载置面611a的突起部611b上而使用。

并且,能够使制冷剂在温度调节用基座部603中循环而对板状试料W进行冷却,并且经由供电用端子617从电源对主加热器605A~605D中的每一个进行通电,由此使主加热器605A~605D分别发热,通过对板状试料W进行加温而能够进行温度控制。并且,能够对加热器分割体606a~606d分别进行通电,由此能够对与这些加热器分割体606a~606d对应的区域的温度进行微调。

若将板状试料W供给到蚀刻装置或成膜装置而暴露于等离子体气氛或成膜气氛中,则在板状试料W中根据等离子体的生成状态或成膜室内的温度分布等而产生温度差。

例如,如图16所示,利用热摄像机630来拍摄板状试料W的表面的温度分布,并利用热曲线进行分析,若在板状试料W中产生温度较低的区域,则对相应区域的加热器分割体606a、606b、606c、606d中的任一个进行通电并进行加温,由此能够使与加热器分割体606a、606b、606c、606d的每个区域的上方对应的板状试料W的各区域的表面温度局部上升,使板状试料W的表面温度均匀化。

加温时的温度控制能够通过对加热器分割体606a、606b、606c、606d中的每一个进行通电时的施加电压控制、电压施加时间控制、电流值控制等而进行。

在上述结构中,将第2加热元件606分割为多个加热器分割体606a、606b、606c、606d,以能够分别进行通电发热控制的方式构成,因此即使在所吸附的板状试料W中欲产生温度分的情况下,对与温度较低的区域对应的位置的加热器分割体606a、606b、606c、606d中的任一个进行通电并使其发热,由此能够使板状试料W的温度较低的区域的温度上升,以使温度分布均匀化。

因此,为了等离子体蚀刻或成膜等而由静电卡盘装置1保持有板状试料W的情况下,通过加热器分割体606a~606d的独立温度控制,使板状试料W的表面温度均匀化,由此能够进行均匀的蚀刻或均匀的成膜。

并且,相对于主加热器605A~605D,将加热器分割体606a、606b、606c、606d的每单位面积的发热量设为较小,因此能够将对温度微调用加热器分割体606a、606b、606c、606d的通电量设为较小。另外,由于能够将加热器分割体606a、606b、606c、606d的通电量设为较小,因此例如通过将对加热器分割体606a、606b、606c、606d的通电电流设为脉冲电流而能够减少电力供给量。

在所述结构中,主加热器605A~605D的厚度和加热器分割体606a、606b、606c、606d的厚度在制造时能够自由选择,因此能够分别设定与各加热器、各配线对应的耐电压,并能够对各加热器、各配线设定分别优选的耐电压值。例如作为一例,将包括Ti薄板的主加热器的厚度设定为100μm,将包括Mo薄板的加热器分割体的厚度设定为5μm,由此能够将加热器分割体的每单位面积的发热量调整为主加热器的1/5以下。当然,除了构成材料和加热器厚度以外,也可以通过供给电压的调整来调节主加热器和加热器分割体的发热量。

然而,在第4实施方式的结构中,将第1加热元件605设为沿其径向分割为四个而包括四个主加热器605A~605D的结构,但第1加热元件605的分割数量并不限定于四个,而可以是任意的数量。并且,第2加热元件606沿径向分割为四个而由四个副加热器606A~606D构成,另外,将第1副加热器606A设为2分割结构,将第2副加热器606B设为4分割结构,将第3副加热器606C设为4分割结构,将第4副加热器606D设为8分割结构,但第2加热元件606沿径向的分割数量可以是任意的数,各副加热器的分割数量也可以是任意的数。然而,从由副加热器进行局部的温度微调的观点考虑,优选第2加热元件606的分割数量比第1加热元件605的分割数量多。

在本实施方式中,第2加热元件606设为1层结构,但第2加热元件606也可以是2层以上的多层结构。并且,在本实施方式中,将第1加热元件605和第2加热元件606配置在俯视观察时呈环状重叠的区域,但也可以配置于从俯视观察时重叠的区域稍微偏离的位置。例如,将第2加热元件的多个副加热器配置成在俯视观察时填补形成于构成第1加热元件605的多个主加热器设置区域(圆环状设置区域)之间的一点间隙,也可以配置成用多个副加热器来填补多个主加热器之间的间隙区域。当然,在将第2副加热器配置2层以上的情况下,也可以采用通过使各层的配置区域在俯视观察时偏离而填补主加热器之间的间隙的结构。

“第5实施方式”

图17是表示本发明所涉及的第5实施方式的静电卡盘装置的剖视图,该实施方式的静电卡盘装置631具有相对于第4实施方式的静电卡盘装置601将主加热器和副加热器的上下关系颠倒的结构。

静电卡盘装置631具备:静电卡盘部602;温度调节用基座部603,设置于静电卡盘部602的下方;加热元件605、606,夹装于静电卡盘部602与温度调节用基座部603之间,这一点与前面的第4实施方式的静电卡盘装置601相同,但第2加热元件606设置于第1加热元件605与静电卡盘部602之间这一点不同。

静电卡盘装置631具备:以与所述加热元件605、606层叠的方式,介于静电卡盘部602与温度调节用基座部603之间的两张绝缘板637、638、粘接层639及粘接层609;介于绝缘板637与绝缘板638之间的配线层604;及包覆它们的周围而形成的粘接剂层610。另外,静电卡盘部602的结构与第4实施方式的结构相同。

在第5实施方式的结构中,在温度调节用基座部603的凹部603a内,从底部侧依次容纳有粘接层609、第1加热元件605、绝缘板637、配线层604、绝缘板638、第2加热元件606、粘接层639、支承板612的底部侧,它们通过以填补凹部603a的方式形成的粘接材料层610而被一体化。

与第4实施方式的结构同样地,第1加热元件605包括第1主加热器605A、第2主加热器605B、第3主加热器605C及第4主加热器605D。

与第4实施方式的结构同样地,第2加热元件606包括第1副加热器606A、第2副加热器605B、第3副加热器605C及第4副加热器606D。第1副加热器606A包括两个加热器分割体606a,第2副加热器606B包括四个加热器分割体606b,第3副加热器606C包括四个加热器分割体606c,第4副加热器606D包括八个加热器分割体606d。

与第1主加热器605A、第2主加热器560B、第3主加热器605C及第4主加热器605D分别连接的多个供电用端子648设置成与绝缘子649一同将温度调节用基座部603沿其厚度方向进行贯穿,经由在形成于粘接层609的接触孔中所形成的焊接部等导通部609b而连接于主加热器605A~605D。

分别连接于加热器分割体606a~606d的多个供电用端子646设置成与绝缘子647一同将温度调节用基座部603、粘接层609及粘接材料层610沿它们的厚度方向进行贯穿,经由在形成于绝缘板637的接触孔中所形成的焊接部等导通部637b而连接于在绝缘板638上形成的配线层604。配线层604形成于绝缘板638的上表面侧,经由在形成于绝缘板638的接触孔中所形成的焊接部等导通部638b而连接于加热器分割体606a、606b、606c、606d中的任一个。

并且,在该实施方式中,在主加热器605A~605D的任意位置的下方侧形成有将温度调节用基座部603沿其厚度方向进行贯穿的设置孔641,在该设置孔641的上部且在粘接层609的下表面侧,以靠近主加热器605A~605D中的任一个的方式设置有温度传感器620。

以上说明的第1加热元件605与第2加热元件606的上下关系与第4实施方式的结构相反,与此相关,供电用端子646、648的结构不同,绝缘板637、638的结构不同,温度传感器620的设置位置不同,除此以外,第5实施方式的结构与第4实施方式的结构相同。

在第5实施方式的结构中,在靠近静电卡盘部602的一侧,每单位面积的发热量较小,例如设置有1/5以下的发热量的第2加热元件606,在远离静电卡盘部602且靠近温度调节用基座部603的一侧设置有第1加热元件605。

在第5实施方式的结构中,也通过发热量较大的主加热器605A~605D的发热将板状试料W均匀地加热,并且假设在板状试料W中欲产生温度分布的情况下,对发热量较小的加热器分割体606a、606b、606c、606d中的任一个进行通电而进行板状试料W的温度控制,能够保持板状试料W的表面温度的均匀性。

该实施方式中将发热量较小的加热器分割体606a、606b、606c、606d配置在靠近板状试料W的位置,因此利用发热量较小的加热器分割体能够进行进一步局部地进行温度控制。

关于其它作用效果,与通过前面已说明的第4实施方式的结构而得到的作用效果相同。

<第6实施方式>

图18是表示本发明的一实施方式(第6实施方式)所涉及的静电卡盘装置1001的概略结构的框图。

静电卡盘装置1001具备:温度调整用基座部1201(图19中示出。);静电卡盘部1211(图19中示出。);主加热器1011;副加热器1012;制冷剂温度传感器1021;温度运算部1022;静电卡盘(ESC)内的温度传感器1031;温度运算部1032;第1加热元件的各主加热器1011的调温器(主加热器调温器1041);主加热器1011的电源的电流/电压控制部1042;副加热器1012的调温器(副加热器调温器1043);副加热器1012的DC电源的电压控制部1044;外部温度测量部1051;测量数据记录部1052;脉冲时间运算部1053;及脉冲时间调整部1054。

图19是示意地表示本发明的一实施方式所涉及的静电卡盘装置1001中的加热器等的配置的图。

本实施方式所涉及的静电卡盘装置1001中,从下方向上方,以层状依次配置有温度调整用基座部1201、副加热器1012、主加热器1011、静电卡盘部1211。在静电卡盘部1211的上方的面上载置有作为板状试料的晶圆1221。

另外,作为其它结构例,副加热器1012也可以配置在主加热器1011的上方且静电卡盘部1211的下方。

在此,静电卡盘部1211具有在一主面载置板状试料的载置面,并且具备静电吸附用电极。

并且,温度调整用基座部1201相对于静电卡盘部1211而配置于与载置面相反的一侧,并对静电卡盘部1211进行冷却。

图20是表示由本发明的一实施方式所涉及的主加热器1011及副加热器1012调整温度的区域(温度调整区域)的一例的图。

在本实施方式中,第1加热元件1301整体具有圆形形状,但在径向上被分割为图20中由(1)~(3)示出的三个圆形区域(温度调整区域)。这些三个区域的每一个区域具备主加热器1011。

在本实施方式中,第2加热元件1311整体具有圆形形状,在径向上被分割为外侧区域和内侧区域。外侧区域在周向上被分割为图20中由(1)~(6)示出的六个区域(温度调整区域)。内侧区域被分割为中心部分和包围中心部分的圆形区域,该圆形区域在周向上被分割为图20中由(7)~(9)示出的三个区域(温度调整区域)。这些九个区域(温度调整区域)的每一个区域具备副加热器1012。另外,在本实施方式中,在中心部分不具备副加热器1012。

如此,在本实施方式中,第1加热元件1301及第2加热元件1311上下构成两个区域。第1加热元件1301的区域被分割为三个,第2加热元件1311的区域的内侧被分割为四个(一个不具有副加热器。),外侧被分割为六个。

在本实施方式中,第1加热元件1301通过主加热器1011来调整可以进行分别独立的温度控制的多个温度调整区域中的(1)~(3)的温度。

在本实施方式中,副加热器1012以将第1加热元件1301的各温度调整区域进行分割的方式配置(图20的例子中,第2加热元件1311中的(1)~(9)),且配置成层状。

在本实施方式中,各副加热器1012的每单位面积的发热量相对于主加热器1011为1/5以下。

另外,第1加热元件1301可以不是单层,可以是多层。第2加热元件1311可以不是单层,可以是多层。

温度调整用基座部1201是制冷剂。温度调整用基座部1201例如使用使水、He气体、N2气体等热介质循环的流路进行冷却。

静电卡盘部1211载置晶圆1221进行静电吸附。

第1加热元件1301由被分割为单独或多个区域的单个或多个主加热器1011构成。

第1加热元件1301包括在单独或多个区域(温度调整区域)中调整静电卡盘部1211的吸附面的温度的单独或多个主加热器1011。主加热器1011通过交流或直流电流而被控制。主加热器1011根据由此被施加的电压而进行发热。

第2加热元件1311包括多个副加热器1012,通过对各副加热器1012的电力供给而调整比只用主加热器1011时的区域更多区域的温度。副加热器1012通过直流(DC)的脉冲电流而被控制。副加热器1012根据由此被施加的电压(脉冲电压)而进行发热。

主加热器1011和副加热器1012为分体的加热器。

在此,在本实施方式中,图20中示出的第1加热元件1301中的区域(1)~(3)均相当于由第1加热元件1301来调整温度的区域(第1加热元件调整区域)。并且,图20中示出的第1加热元件1301中的区域(1)~(3)的每一个区域相当于由第1加热元件1301中的每一个加热器(该例中,三个主加热器1011的每一个)调整温度的区域(主加热器调整区域)。

并且,在本实施方式中,图20中示出的第2加热元件1311中的区域(1)~(9)均相当于由第2加热元件1311调整温度的区域(第2加热元件调整区域)。并且,图20中示出的第2加热元件1311中的区域(1)~(9)的每一个区域相当于由第2加热元件1311中的每一个加热器(该例中,九个副加热器1012的每一个)调整温度的区域(副加热器调整区域)。

关于这些,第1加热元件1301中的一个区域(1)被分割为第2加热元件1311中的六个区域(1)~(6)。并且,第1加热元件1301中的一个区域(2)被分割为第2加热元件1311中的三个区域(7)~(9)。

由此,关于第1加热元件1301中的一个区域(1),可以由主加热器1011来调整温度,并且对第2加热元件1311中的六个区域(1)~(6)的每一个区域,可以由副加热器1012来调整温度。并且,关于第1加热元件1301中的一个区域(2),可以由主加热器1011来调整温度,并且对第2加热元件1311中的三个区域(7)~(9)的每一个区域,可以由副加热器1012来调整温度。

制冷剂温度传感器1021是设置于温度调整用基座部1201本身或其附近,并检测温度调整用基座部1201的温度的传感器。作为一例,制冷剂温度传感器1021设置于温度调整用基座部1201的冷却器或其附近,并检测该冷却器的温度。

温度运算部1022根据与从制冷剂温度传感器1021输出的温度检测结果对应的信号来运算温度。

静电卡盘(ESC)内的温度传感器1031是设置于静电卡盘(ESC)内并检测温度的传感器。该温度可能受主加热器1011及副加热器1012的影响。该温度成为至少对应于主加热器1011的温度。

温度运算部1032根据与从温度传感器1031输出的温度检测结果对应的信号来运算温度。

主加热器调温器1041根据由两个温度运算部1022、1032运算出的温度,生成用于进行基于主加热器1011的温度调整的信息并输出。

主加热器电源的电流/电压控制部1042根据由主加热器调温器1041输出的信息,控制主加热器1011的电源的电流/电压(一方或双方)。

副加热器调温器1043根据由主加热器调温器1041输出的信息,生成用于进行基于副加热器1012的温度调整的信息并输出。从主加热器调温器1041输出的信息与从副加热器调温器1043输出的信息的关系,例如被预先设定并存储。

副加热器DC电源的电压控制部1044根据从副加热器调温器1043输出的信息而控制脉冲时间调整部1054,由此控制副加热器1012的DC电源的电压值。

外部温度测量部1051测量与每一个副加热器1012的温度调整区域有关的温度。作为该测量数据,例如能够使用基于利用热摄像机从静电卡盘部1211的上方进行温度检测的数据(热数据)的数据。并且,该测量数据例如事先被收集并记录。另外,作为温度,可以使用规定时间内的平均值。并且,作为温度,并不限定于静电卡盘部1211的温度,而可以使用载置于静电卡盘部1211上方的面的晶圆1221的温度。

测量数据记录部1052记录(存储)由外部温度测量部1051得到的测量数据。

脉冲时间运算部1053根据记录于测量数据记录部1052中的测量数据来运算脉冲时间(例如,每一个副加热器1012的脉冲时间),输出所运算出的脉冲时间的信息。该运算方法(例如式等)例如被预先设定并存储。

脉冲时间调整部1054通过副加热器DC电源的电压控制部1044而得到控制,并调整脉冲信号(例如脉冲电流)的电压值,并且根据从脉冲时间运算部1053输出的信息来调整该脉冲信号的脉冲时间(脉冲宽度)。

该情况下,脉冲时间调整部1054还可以经由脉冲时间运算部1053而获取记录于测量数据记录部1052中的信息(例如测量时的温度信息),并使用该信息来运算电压值。脉冲信号的电压值的调整方法及脉冲时间的调整方法例如被预先设定并存储。

电压值及脉冲时间被调整的脉冲信号施加到副加热器1012。

在此,在本实施方式中,对施加于副加热器1012的电压进行控制的控制部的功能使用制冷剂温度传感器1021、温度运算部1022、静电卡盘(ESC)内的温度传感器1031、温度运算部1032、主加热器调温器1041、副加热器调温器1043、副加热器DC电源的电压控制部1044、测量数据记录部1052、脉冲时间运算部1053、脉冲时间调整部1054的功能而构成。另外,控制部的结构并不限定于本实施方式的结构,例如可以由实现所需功能的一个处理部或两个以上的处理部构成。

在本实施方式中,所述控制部使用脉冲电压作为施加于副加热器1012的电压。

在本实施方式中,所述控制部使用DC(直流)电压作为施加于副加热器1012的电压。

在本实施方式中,所述控制部对第2加热元件1311的多个区域(温度调整区域)控制施加于副加热器1012的电压的大小(电压值)。

在本实施方式中,所述控制部控制施加于主加热器1011的电压。

在本实施方式中,作为一例,所述控制部根据施加于主加热器1011的电压的大小来控制施加于以分割各主加热器1011的方式配置的副加热器1012的电压的大小。例如所述控制部根据施加于主加热器1011的电压的大小来进行控制,以使施加于该主加热器1011的温度调整区域中所包含的分割区域(温度调整区域)的副加热器1012的电压的大小联动。作为联动可以使用比例等。另外,也可以使用电流或电力来代替施加于主加热器1011的电压。

在本实施方式中,作为另一例,所述控制部根据有关主加热器1011的温度检测结果(至少对应于主加热器1011的温度检测结果)与冷却器温度(对应于温度调整用基座部1201的冷却器的温度检测结果)的温度差,控制施加于以分割各主加热器1011的方式配置的副加热器1012的电压的大小。例如所述控制部根据有关主加热器1011的温度检测结果与冷却器温度的温度差来进行控制,以使施加于该主加热器1011的温度调整区域中所包含的分割区域(温度调整区域)的副加热器1012的电压的大小联动。作为联动可以使用比例等。另外,作为有关主加热器1011的温度检测结果,在本实施方式中使用基于静电卡盘(ESC)内的温度传感器1031的温度检测结果。并且,作为冷却器温度,在本实施方式中使用基于制冷剂温度传感器1021的温度检测结果的温度。

在本实施方式中,在存在静电卡盘部1211与温度调整用基座部1201的温度差的情况下,所述控制部对主加热器1011除了冷却工序以外可以始终施加电压,对副加热器1012可以间断地施加电压。

具体而言,静电卡盘部1211的温度与温度调整用基座部1201的温度之差成为恒定(例如2度或5度等)或恒定以上。作为一例,所述控制部根据基于两个温度传感器(静电卡盘(ESC)内的温度传感器1031及制冷剂温度传感器1021)的温度检测结果,检测静电卡盘部1211的温度与温度调整用基座部1201的温度之差,以该差成为规定值的方式控制施加于主加热器1011的电压。作为另一例,所述控制部可以以相对于最大输出成为规定比例(例如2%等)的方式控制施加于主加热器1011的电压。

在这种结构中,通过主加热器1011的发热而能够调整静电卡盘部1211的温度,此时,静电卡盘部1211的温度比温度调整用基座部1201的温度高,该温度分布可能产生不均(例如层状面上的不均)。

由此,通过副加热器1012的发热而调整温度,以补偿该不均。静电卡盘部1211的温度的调整是例如可以根据基于静电卡盘(ESC)内的温度传感器1031的温度检测结果来进行的。

另外,除了主加热器1011的发热以外,基于等离子体的热输入也可能影响静电卡盘部1211的温度,因此可以考虑该影响。

在本实施方式中具备存储部(在本实施方式中为测量数据记录部1052),该存储部存储为了控制施加于副加热器1012的电压而使用的信息(在本实施方式中为测量数据)。而且,所述控制部根据存储在所述存储部中的信息而控制施加于副加热器1012的电压。

在此,作为一例,关于预先假设的所有温度情况,也可以收集测量数据而事先确定并存储施加于副加热器1012的电压(脉冲宽度及电压值),但通常数据量增多。因此,作为另一例,关于预先假设的所有温度情况中的一部分温度情况,也可以收集测量数据而事先确定并存储施加于副加热器1012的电压(脉冲宽度及电压值),关于事先未确定的温度情况,也可以根据事先存储的数据及控制时的温度情况来控制施加于副加热器1012的电压。

具体而言,作为一结构例,所述存储部存储对应于由副加热器1012进行温度调整的温度区域中的一部分的信息,所述控制部根据所述存储部中所存储的信息及施加于主加热器1011的电压的大小而控制施加于副加热器1012的电压。另外,也可以使用电流或电力来代替施加于主加热器1011的电压。作为另一结构例,所述存储部存储对应于由副加热器1012进行温度调整的温度区域中的一部分的信息,所述控制部根据所述存储部中所存储的信息及有关主加热器1011的温度检测结果(至少对应于主加热器1011的温度检测结果)与冷却器温度(对应于温度调整用基座部1201的冷却器的温度检测结果)的温度差,控制施加于副加热器1012的电压。

图21是表示对本发明的一实施方式所涉及的副加热器1012进行控制的电路的一例的图。图21的例子中示出具备包括九个电阻体R1~R9的九个副加热器1012的情况。

在图21中示出的电路中,在第1DC电源1401与三个电阻体R1~R3之间连接有开关元件1411(+侧开关元件)。在开关元件1411上连接有控制电路。三个电阻体R1~R3并联。

同样地,在第2DC电源1421与三个电阻体R4~R6之间连接有开关元件1431(+侧开关元件)。在开关元件1431上连接有控制电路。三个电阻体R4~R6并联。

同样地,在第3DC电源1441与三个电阻体R7~R9之间连接有开关元件1451(+侧开关元件)。在开关元件1451上连接有控制电路。三个电阻体R7~R9并联。

在图21中示出的电路中,在第1接地线1402(接地)与三个电阻体R1、R4、R7之间连接有开关元件1412(-侧开关元件)。在开关元件1412上连接有控制电路。三个电阻体R1、R4、R7并联。

同样地,在第2接地线1422(接地)与三个电阻体R2、R5、R8之间连接有开关元件1432(-侧开关元件)。在开关元件432上连接有控制电路。三个电阻体R2、R5、R8并联。

同样地,在第3接地线1442(接地)与三个电阻体R3、R6、R9之间连接有开关元件1452(-侧开关元件)。在开关元件1452上连接有控制电路。三个电阻体R3、R6、R9并联。

在此,在+侧的开关元件1411、1431、1451中,例如在使用晶体管的情况下,在基极端子上连接有控制电路,在集电极端子上连接有DC电源1401、1421、1441,在发射极端子上连接有电阻体R1~R9。

并且,在-侧的开关元件1412、1432、1452中,例如在使用晶体管的情况下,在基极端子上连接有控制电路,在集电极端子上连接有接地线1402、1422、1442,在发射极端子上连接有电阻体R1~R9。

另外,作为开关元件,也可以使用场效应晶体管(FET:Field Effect Transistor)等。

在图21中示出的电路中,若接通对应于第1DC电源1401的开关元件1411和对应于第1接地线1402的开关元件1412,则电流仅向电阻体R1流动而接通,若接通对应于第1DC电源1401的开关元件1411和对应于第2接地线1422的开关元件1432,则电流仅向电阻体R2流动而接通,若接通对应于第1DC电源1401的开关元件1411和对应于第3接地线1442的开关元件1452,则电流仅向电阻体R3流动而接通。同样地,关于其它电阻体R4~R9,也能够根据开关状态仅接通一个电阻体。

另外,在本实施方式中,在DC电源1401、1421、1441与副加热器1012(电阻R1~R9)之间、以及副加热器1012(电阻R1~R9)与接地线1402、1422、1442之间这两者,配置了开关元件1411、1431、1451、1412、1432、1442。作为另一结构例,也可以仅在其中一方配置开关元件。

并且,作为另一结构例,可以在各开关元件1411、1431、1451、1412、1432、1452与电阻体R1~R9之间准备高频截止滤波器,由此保护DC电源1401、1402、1421、1422、1441、1442及开关元件1411、1412、1431、1432、1451、1452。

图22(A)、图22(B)及图22(C)是表示对本发明的一实施方式所涉及的副加热器1012进行控制的脉冲电压的例子的图。

图22(A)、图22(B)及图22(C)中示出的图表中,横轴表示时间,纵轴表示施加于副加热器1012的控制电压(V)的值。

图22(A)是主加热器1011的输出为100%时的例子。图22(B)是主加热器1011的输出为50%时的例子。图22(C)是主加热器1011的输出为2%时的例子。

图22(A)、图22(B)及图22(C)的例子中,相当于规定期间的一个周期中,对三个副加热器1012依次施加脉冲电压。由此,以三个周期对九个副加热器1012(第1个副加热器、第2个副加热器、……、第9个副加热器)依次施加脉冲电压。

该脉冲电压是由相当于断开状态的规定低电压值(本例中为零)和相当于接通状态的规定高电压值(本例中为可控制的规定电压值)可切换的脉冲电压。在断开状态下,加热器(相应的温度调整区域的加热器)断开,在接通状态下,加热器(相应的温度调整区域的加热器)接通。若接通状态的期间长,则加热器(相应的温度调整区域的加热器)的发热量大,若接通状态的期间短,则加热器(相应的温度调整区域的加热器)的发热量少。

在本实施方式中,连续地重复进行与如图22(A)、图22(B)及图22(C)所示的周期单位的脉冲电压的控制相同的控制,由此,例如即使在静电卡盘装置1001的圆形载置面(图20中示出的圆形面)上的基于主加热器1011的温度调整中存在不均(非均匀性),也能够通过基于各分割区域(温度调整区域)的副加热器1012的温度调整而减少该不均,并能够确保温度调整的均匀性。

在本实施方式中,在脉冲时间运算部1053中,通过对每一个副加热器1012运算脉冲电流(与其对应的脉冲电压)的脉冲宽度(为时间宽度,施加时间)而可以调整脉冲宽度。多个副加热器1012的脉冲电压的脉冲宽度例如可以分别独立而不同,或者也可以一部分相同。

在本实施方式中,在副加热器DC电源的电压控制部1044中,通过控制副加热器1012的DC电源的电压值,可以对每一个副加热器1012调整脉冲电流(与其对应的脉冲电压)的级别(例如脉冲电压值)。多个副加热器1012的脉冲电压值例如可以分别独立而不同,或者也可以一部分相同。

另外,在图22(A)、图22(B)及图22(C)的例子中,关于每三个副加热器1012的组合,使各副加热器1012的脉冲电压的脉冲宽度不同,并且,关于所有的副加热器1012,统一将脉冲电压的值控制成相同的级别。

如此,在本实施方式中,关于第2加热元件1311的多个区域(温度控制区域),所述控制部在周期性分配的相同长度的期间内,对施加于第2加热元件1311的各温度调整区域的副加热器1012的脉冲电压的时间宽度(脉冲宽度)进行控制。

在此,作为一个周期的长度,可以使用任意的长度。

并且,作为以一个周期进行控制的副加热器1012的数量可以使用任意的数量。

并且,在本实施方式中,利用以一个周期进行控制的多个副加热器1012的数量将该一个周期进行等分,对每个副加热器1012分配相同长度的期间,从而在该期间中调整了脉冲宽度。作为另一结构例,关于以一个周期进行控制的多个副加热器1012,对每个副加热器1012分配任意的期间(可以是不等分期间),可以在该期间中调整脉冲宽度。该情况下,例如将脉冲电压的脉冲宽度设为较长,以代替将脉冲电压的值设为较大,由此可以在将副加热器1012的发热量设为相同的情况下降低所需电量。

如上所示,在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1001中,通过控制施加于每一个副加热器1012的脉冲电压的脉冲宽度及电压值,能够以高精度进行使用了主加热器1011及副加热器1012的温度控制。在本实施方式中,例如关于脉冲电压的脉冲宽度,可以根据测量数据来进行控制,关于脉冲电压的电压值,可以根据温度情况来进行控制。

作为另一结构例,关于脉冲电压的脉冲宽度,还可以使用温度情况来进行控制。并且,作为另一结构例,关于脉冲电压的电压值,还可以使用测量数据来进行控制。

另外,在本实施方式中,将某一主加热器1011的温度调整区域分割为多个温度调整区域,每一个分割区域中具备副加热器1012。作为另一结构例,可以采用如下结构:将某一主加热器1011的温度调整区域分割为多个温度调整区域,一个分割区域中不具备副加热器,而其它每一个分割区域中具备副加热器1012。即,关于一个分割区域,即使不由副加热器来调整温度,也可以调整整体的温度。

并且,作为主加热器1011的数量、每个主加热器1011的温度调整区域、副加热器1012的数量、每个副加热器1012的温度调整区域,也可以采用各种结构。

<第7实施方式>

图23是表示本发明的一实施方式(第7实施方式)所涉及的静电卡盘装置(为了便于说明,称作静电卡盘装置1001A。)的概略结构的框图。关于与第6实施方式所涉及的图18中所示出的结构部相同的结构部,标注相同的符号。

静电卡盘装置1001A具备温度调整用基座部1201(与图19中示出的温度调整用基座部相同。)、静电卡盘部1211(与图19中示出的静电卡盘部相同。)、主加热器1011、副加热器1012、制冷剂温度传感器1021、温度运算部1022、静电卡盘(ESC)内的温度传感器1031、温度运算部1032、主加热器调温器1041、主加热器电源的电流/电压控制部1042、副加热器调温器1101、外部温度测量部1111、测量数据记录部1112、电压运算部1113及副加热器DC电源的电压控制部1114。

在此,关于主加热器1011、副加热器1012、制冷剂温度传感器1021、温度运算部1022、静电卡盘(ESC)内的温度传感器1031、温度运算部1032、主加热器调温器1041、主加热器电源的电流/电压控制部1042,与第6实施方式所涉及的图18中所示出的相同。

副加热器调温器1101根据从主加热器调温器1041输出的信息,生成用于进行基于副加热器1012的温度调整的信息并输出。从主加热器调温器1041输出的信息与从副加热器调温器1101输出的信息的关系,例如被预先设定并存储。

与第6实施方式的情况同样地,外部温度测量部1111测量与每一个副加热器1012的温度调整区域有关的温度。

与第6实施方式的情况同样地,测量数据记录部1112记录(存储)由外部温度测量部1111得到的测量数据。

电压运算部1113根据从副加热器调温器1101输出的信息来运算电压值,将所运算的电压值的信息输出到副加热器DC电源的电压控制部1114。该情况下,电压运算部1113还可以使用记录在测量数据记录部1112中的信息(例如测量时的温度信息)来运算电压值。该运算方法(例如式等)例如可以被预先设定并存储。

副加热器DC电源的电压控制部1114根据从电压运算部1113输出的信息来调整脉冲信号(例如脉冲电流)的电压值,并且设定该脉冲信号的脉冲时间(脉冲宽度)。脉冲信号的电压值的调整方法例如可以被预先设定并存储。并且,在本实施方式中,关于所有的副加热器1012,设定相同的脉冲时间。

该脉冲信号被施加于副加热器1012。

在此,在本实施方式中,对施加于副加热器1012的电压进行控制的控制部的功能使用制冷剂温度传感器1021、温度运算部1022、静电卡盘(ESC)内的温度传感器1031、温度运算部1032、主加热器调温器1041、副加热器调温器1101、测量数据记录部1112、电压运算部1113、副加热器DC电源的电压控制部1114的功能而构成。另外,作为控制部的结构,并不限定于本实施方式的结构,例如由实现所需功能的一个处理部或两个以上的处理部构成。

在本实施方式中,在电压运算部1113中,对副加热器1012的DC电源的电压值进行运算,由此可以对每一个副加热器1012调整脉冲电流(与其对应的脉冲电压)的级别(例如脉冲电压值)。

另外,在本实施方式中,关于脉冲时间(脉冲宽度),使用恒定的脉冲时间。

如上所述,在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1001A中,控制对每一个副加热器1012施加的脉冲电压的电压值,由此能够以高精度进行使用主加热器1011及副加热器1012的温度控制。在本实施方式中,例如关于脉冲电压的脉冲宽度可以设为恒定,关于脉冲电压的电压值,可以根据温度情况来进行控制。

作为另一结构例,关于脉冲电压的电压值,还可以使用测量数据来进行控制。

<第8实施方式>

图24是表示本发明的一实施方式(第8实施方式)所涉及的静电卡盘装置(为了便于说明,称作静电卡盘装置1001B。)的概略结构的框图。关于与第6实施方式所涉及的图18中所示出的结构部相同的结构部,标注相同的符号。

静电卡盘装置1001B具备温度调整用基座部1201(与图19中示出的温度调整用基座部相同。)、静电卡盘部1211(与图19中示出的静电卡盘部相同。)、主加热器1011、副加热器1012、制冷剂温度传感器1021、温度运算部1022、静电卡盘(ESC)内的温度传感器1031、温度运算部1032、主加热器调温器1041、主加热器电源的电流/电压控制部1042、副加热器调温器1151、外部温度测量部1161、测量数据记录部1162、脉冲时间运算部1163及副加热器DC电源的脉冲时间控制部1164。

在此,关于主加热器1011、副加热器1012、制冷剂温度传感器1021、温度运算部1022、静电卡盘(ESC)内的温度传感器1031、温度运算部1032、主加热器调温器1041、主加热器电源的电流/电压控制部1042,与第6实施方式所涉及的图18中所示出的相同。

副加热器调温器1151根据由主加热器调温器1041输出的信息,生成用于进行基于副加热器1012的温度调整的信息并输出。从主加热器调温器1041输出的信息与从副加热器调温器1151输出的信息的关系,例如被预先设定并存储。

与第6实施方式的情况同样地,外部温度测量部1161测量与每一个副加热器1012的温度调整区域有关的温度。

与第6实施方式的情况同样地,测量数据记录部1162记录(存储)由外部温度测量部1161得到的测量数据。

脉冲时间运算部1163根据记录在测量数据记录部1162中的测量数据及从副加热器调温器1151输出的信息来运算脉冲时间(例如每一个副加热器1012的脉冲时间),并输出所运算的脉冲时间信息。该运算方法(例如式等)例如被预先设定并存储。

副加热器DC电源的脉冲时间控制部1164根据从脉冲时间运算部1163输出的信息来调整脉冲信号的脉冲时间(脉冲宽度)。并且,在本实施方式中,关于所有的副加热器1012,设定相同的电压值(脉冲信号的电压值)。

该脉冲信号被施加于副加热器1012。

在此,在本实施方式中,对施加于副加热器1012的电压进行控制的控制部的功能使用制冷剂温度传感器1021、温度运算部1022、静电卡盘(ESC)内的温度传感器1031、温度运算部1032、主加热器调温器1041、副加热器调温器1151、测量数据记录部1162、脉冲时间运算部1163、副加热器DC电源的脉冲时间控制部1164的功能而构成。另外,作为控制部的结构并不限定于本实施方式,例如由实现所需功能的一个处理部或两个以上的处理部构成。

在本实施方式中,在脉冲时间运算部1163中,通过对每一个副加热器1012运算脉冲电流(与其对应的脉冲电压)的脉冲宽度(时间宽度)而可以调整脉冲宽度。多个副加热器1012的脉冲电压的脉冲宽度例如可以分别独立而不同,或者也可以一部分相同。

另外,在本实施方式中,关于脉冲信号的电压值,使用恒定的电压值。

如上所述,在本实施方式所涉及的静电卡盘装置1001B中,控制对每一个副加热器1012施加的脉冲电压的脉冲宽度,由此能够以高精度进行使用了主加热器1011及副加热器1012的温度控制。在本实施方式中,例如脉冲电压的脉冲宽度可以根据测量数据及温度情况而进行控制,脉冲电压的电压值设为恒定。

<关于以上第6实施方式~第8实施方式>

在此,也可以构成使以上实施方式所涉及的静电卡盘装置1001、1001A、1001B中的一部分功能独立的静电卡盘控制装置。

作为一例,静电卡盘控制装置具备对施加于静电卡盘装置1001、1001A、1001B(静电卡盘装置具备:第1加热元件1301,包括在单独或多个区域中调整静电卡盘部1211的吸附面的温度的单独或多个主加热器1011;及第2加热元件1311,包括调整比第1加热元件1301的区域多的区域温度的多个副加热器1012)中的副加热器1012的电压进行控制的控制部。

并且,可以将在以上实施方式所涉及的静电卡盘装置1001、1001A、1001B中进行的控制方法作为静电卡盘控制方法而实施。

作为一例,在静电卡盘控制方法中,构成第1加热元件1301的单独或多个主加热器1011在单独或多个区域中调整静电卡盘部1211的吸附面的温度,构成第2加热元件1311的多个副加热器1012调整比第1加热元件1301的区域多的区域的温度,控制部控制施加于副加热器1012的电压。

作为一例,在静电卡盘控制方法中,根据施加于主加热器1011的电压的大小,控制施加于以分割主加热器1011的区域的方式配置的副加热器1012的电压的大小。另外,也可以使用电流或电力来代替施加于主加热器1011的电压。

作为一例,在静电卡盘控制方法中,根据至少对应于主加热器1011的温度检测结果与温度调整用基座部1201的冷却器的温度检测结果之间的温度差,控制施加于以分割主加热器1011的区域的方式配置的副加热器1012的电压的大小。

作为一例,在静电卡盘控制方法中,在以分割主加热器1011的区域的方式配置的副加热器1012的温度调整中,对副加热器1012的供给电力由脉冲电压的施加时间(脉冲宽度)和电压值进行调整,施加时间(脉冲宽度)由基于主加热器1011的温度进行控制,电压值由主加热器1011的施加电力,或者由至少对应于主加热器1011的检测温度与温度调整用基座部1201的冷却器的温度检测结果之间的温度差进行控制。

作为一例,在静电卡盘控制方法中,在对第2加热元件1311的被分割的各副加热器1012施加周期性脉冲电压时,在DC电源(图21的例子中为DC电源1401、1421、1441)与副加热器1012之间、以及副加热器1012与接地线(图21的例子中为接地线1402、1422、1442)之间中的一方或双方配置开关元件(图21的例子中为开关元件1411、1431、1451、1412、1432、1452),对被分割的各副加热器1012施加规定脉冲电压。

另外,在静电卡盘控制方法中,也可以使与静电卡盘装置1001、1001A、1001B的主体为分体的装置(例如静电卡盘控制装置)具备控制部的功能(或控制部的功能及其它功能)。

并且,也可以实施在以上实施方式所涉及的静电卡盘装置1001、1001A、1001B中可进行控制的程序。

作为一例,可以实施在控制静电卡盘装置1001、1001A、1001B(静电卡盘装置具备:第1加热元件1301,包括在单独或多个区域中调整静电卡盘部1211的吸附面的温度的单独或多个主加热器1011;及第2加热元件1311,包括调整比第1加热元件1301的区域多的区域的温度的多个副加热器1012)的程序,可以实施用于使计算机执行以下步骤的程序:使用脉冲电压作为施加于副加热器1012的电压,对施加于副加热器1012的电压进行控制。

并且,可以实施用于使计算机执行其它各种步骤的程序。

另外,也可以在构成与静电卡盘装置1001、1001A、1001B的主体为分体的装置(例如静电卡盘控制装置)的计算机中执行这种程序。

如此,将用于实现以上所示的实施方式所涉及的各功能的程序记录在计算机可读取的记录介质中,使计算机系统读入记录在该记录介质中的程序,通过由CPU(Central Processing Unit)等执行而可以进行处理。

另外,在此所说的“计算机系统”也可以包含操作系统(OS:OperatingSystem)或外围设备等硬件。

并且,“计算机可读取的记录介质”是指软盘、磁光盘、ROM(Read OnlyMemory)、闪存等可写入的非易失性存储器、DVD(Digital Versati le Disk)等移动介质、内置于计算机系统中的硬盘等存储装置。

另外,“计算机可读取记录介质”也包括保持恒定施加程序的记录介质,如经由因特网等网络或电话线路等通信线路发送程序的情况下,成为服务器或客户的计算机系统内部的易失性存储器(例如DRAM(Dynamic Random AccessMemory))。

并且,上述程序可以从将该程序存放于存储装置等中的计算机系统中,经由传送介质或者通过传送介质中的传送波被传送到其它计算机系统。在此,传送程序的“传送介质”是指如因特网等网络(通信网)或电话线路等通信线路(通信线)那样具有传送信息的功能的介质。

并且,上述程序可以是用于实现前述功能的一部分的程序。另外,上述程序能够通过与已记录在计算机系统中的程序的组合来实现前述功能的成型,且可以是所谓的差分文件(差分程序)。

以上,参考附图对本发明的实施方式进行了详述,但具体的结构并不限定于该实施方式,也包括不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等。

标号说明

W-板状试料,1、101-静电卡盘装置,2-静电卡盘部,3-温度调节用基座部,3a-凹部,3b-贯穿孔,4-高频产生用电极,5-第1加热元件,5A、5B、5C、5D-主加热器,6-第2加热元件,6A、6B、6C、6D-副加热器,6a、6b、6c、6d-加热器分割体,7、8、10-绝缘板,8b-导电部,9-配线层,9a-配线体,4A、7A-粘接层,11-粘接剂层,21-载置板,21a-载置面,22-支承板,23-静电吸附用电极(静电吸附用内部电极),24-绝缘材料层,25A-引出电极端子,25B-导电性粘接部,25C-供电用端子,30-温度传感器,30a-突起部,31-设置孔,32-温度测量部,33-激发部,34-荧光检测器,35-控制部,38-销插通孔,41、51、61-供电用端子,71-通电用端子,25a、38a、51a、61a、71a-绝缘子,70-保护电极,80-加热部,200-热摄像机。

W-板状试料,501-静电卡盘装置,502-静电卡盘部,503-温度调节用基座部,503a-凹部,503A-流路,503b-贯穿孔,503B-开口部,504-配线层,504a-配线体,505-第1加热元件,505A、505B、505C、505D-主加热器,506-第2加热元件,506A、506B、506C、506D-副加热器,506a、506b、506c、506d-加热器分割体,507、508-绝缘板,509A-粘接层,507b、508b、509b-导通部,509B-粘接材料层,510-绝缘部,511-载置板,511a-载置面,511b-突起部,512-支承板,513-静电吸附用电极(静电吸附用内部电极),514-绝缘材料层,515A-引出电极端子,515B-导电性粘接部,515C-供电用端子,515a-绝缘子,517-供电用端子,518-绝缘子,520-温度传感器,520a-突出部,521-设置孔,522-温度测量部,523-激发部,524-荧光检测器,525-控制部,526-供电用端子,527-绝缘子,528-销插通孔,529-绝缘子,530-热摄像机,550-高频产生用电极,551-金属板,552-供电用端子,552a-绝缘子,553-绝缘层。

W-板状试料,601-静电卡盘装置,602-静电卡盘部,603-温度调节用基座部,603a-凹部,603b-贯穿孔,604-配线层,605-第1加热元件,605A、605B、605C、605D-主加热器,606第2加热元件,606A、606B、606C、606D-副加热器,606b、606c、606d-加热器分割体,607、608-绝缘板,609-粘接层,607b、608b、609b-导通部,610-粘接材料层,611-载置板,611a-载置面,613-静电吸附用电极(静电吸附用内部电极),615A-引出电极端子,615B-导电性粘接部,615C-供电用端子,615a-绝缘子,617-供电用端子,618-绝缘子,620-温度传感器,621-设置孔,622-温度测量部,626-供电用端子,627-绝缘子,630-热摄像机,637、638-绝缘板,637b、638b-导通部,639-粘接层,646、648-供电用端子,647、649-绝缘子。

1001-静电卡盘装置,1011-主加热器,1012-副加热器,1021-制冷剂温度传感器,1022、1032-温度运算部,1031-温度传感器,1041-主加热器调温器,1042-电流/电压控制部,1043、1101、1151-副加热器调温器,1044、1114-电压控制部,1051、1111、1161-外部温度测量部,1052、1112、1162-测量数据记录部,1053、1163-脉冲时间运算部,1054-脉冲时间调整部,1201-温度调整用基座部,1211-静电卡盘部,1221-晶圆,1301-第1加热元件,1311-第2加热元件,1401、1421、1441-DC电源,1402、1422、1442-接地线,1411、1412、1431、1432、1451、1452-开关元件,R1~R9-电阻体(加热器),1113-电压运算部,1164-脉冲时间控制部。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种静电卡盘装置,具备:

静电卡盘部,在一主面上具有载置板状试料的载置面,并且具备静电吸附用电极;

温度调节用基座部,相对于所述静电卡盘部而配置于与所述载置面相反的一侧,并对所述静电卡盘部进行冷却;

高频产生用电极,以层状配置于所述静电卡盘部与所述温度调节用基座部之间;

高频电源,连接于所述高频产生用电极;

第1加热元件,包括以层状配置于所述高频产生用电极与所述温度调节用基座部之间的多个主加热器;及

保护电极,以层状配置于所述高频产生用电极与所述第1加热元件之间,

所述保护电极具有沿其圆周方向延伸的第1传热势垒。

2.根据权利要求1所述的静电卡盘装置,其特征在于,

在所述第1加热元件与所述保护电极之间或者在所述第1加热元件与所述温度调节用基座部之间,

还具备包括以层状配置的多个副加热器的第2加热元件。

3.根据权利要求1所述的静电卡盘装置,其中,

构成所述第1加热元件的所述多个主加热器在所述圆形区域中以同心圆环状配置,

所述第1传热势垒设置成与在所述圆环区域的径向上相邻的所述多个主加热器之间的区域平面地重叠。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的静电卡盘装置,其特征在于,

构成所述第1加热元件的所述多个主加热器在所述圆形区域中以同心圆环状配置,

所述高频产生用电极具有沿其圆周方向延伸的第2传热势垒,

所述第2传热势垒设置成与在所述圆环区域的径向上相邻的所述多个主加热器之间的区域平面地重叠。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的静电卡盘装置,其中,

所述高频产生用电极的形成材料为非磁性金属材料。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的静电卡盘装置,其中,

所述高频产生用电极的形成材料的热膨胀率为4×10-6/K以上且10×10-6/K以下。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的静电卡盘装置,其中,

所述高频产生用电极的厚度为20μm以上且1000μm以下。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的静电卡盘装置,其中,

所述副加热器的每单位面积的发热量设定为比所述主加热器的每单位面积的发热量小。

9.一种静电卡盘装置,具备:

静电卡盘部,在一主面上具有载置板状试料的载置面,并且具备静电吸附用电极;

温度调节用基座部,相对于所述静电卡盘部而配置于与所述载置面相反的一侧,并对所述静电卡盘部进行冷却;

高频产生用电极,以层状配置于所述静电卡盘部与所述温度调节用基座部之间,且相对于所述温度调节用基座部被绝缘;

高频电源,连接于所述高频产生用电极;

第1加热元件,包括以层状配置于所述静电卡盘部与所述高频产生用电极之间的多个主加热器;

第2加热元件,包括配置于所述高频产生用电极与所述温度调节用基座部之间的多个副加热器;及

金属板,配置于所述高频产生用电极与所述第2加热元件之间。

10.根据权利要求9所述的静电卡盘装置,其中,

所述温度调节用基座部将金属材料设为形成材料,

所述金属板与所述温度调节用基座部被电连接。

11.根据权利要求9或10中任一项所述的静电卡盘装置,其中,

所述副加热器的每单位面积的发热量设定为比所述主加热器的每单位面积的发热量小。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的静电卡盘装置,其中,

所述第1加热元件及所述第2加热元件均沿所配置的表面而配置于圆形区域,所述第1加热元件和所述第2加热元件沿它们的圆周方向或径向被分割为多个,所述第2加热元件的分割数量比所述第1加热元件的分割数量多。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的静电卡盘装置,其中,

构成所述第1加热元件的所述多个主加热器在所述圆形区域中以同心状配置,

所述金属板具有沿其圆周方向延伸的多个第1传热势垒。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的静电卡盘装置,其特征在于,

所述第1加热元件及所述第2加热元件均沿所配置的表面而配置于圆形区域,

所述金属板具有多个第1传热势垒,该多个第1传热势垒设置成与相邻的所述多个主加热器之间的区域及相邻的所述多个副加热器之间的区域平面地重叠。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的静电卡盘装置,其特征在于,

所述第1加热元件及所述第2加热元件均沿所配置的表面而配置于圆形区域,

所述高频产生用电极具有多个第2传热势垒,该多个第2传热势垒设置成与相邻的所述多个主加热器之间的区域及相邻的所述多个副加热器之间的区域平面地重叠。

16.根据权利要求9至15中任一项所述的静电卡盘装置,其中,

在所述主加热器的所述温度调节用基座部侧,测定所述主加热器的温度的温度传感器经由绝缘材料而与主加热器接触,或者设置在与主加热器设置于同一面上的测温部。

17.根据权利要求9至16中任一项所述的静电卡盘装置,其特征在于,

所述温度传感器的一面经由绝缘材料接触,或者设置在与主加热器设置于同一面上的测温部,另一面不与所述温度调节用基座部接触。



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