[发明专利]静电吸盘的馈电结构及其制造方法以及静电吸盘的馈电结构的再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在半导体元件制造工程所使用的等离子处理装置、电子曝光装置、离子注入装置等，和液晶面板的制造所使用的离子掺杂装置等具备的静电吸盘中，用于向静电吸盘的电极层馈电的馈电结构。

背景技术

在半导体元件制造过程所用的等离子处理装置、电子曝光装置、离子注入装置等，和液晶面板的制造所使用的离子掺杂装置等中，需要不给作为被处理物的半导体晶片或玻璃基板造成损伤，确实地保持半导体晶片和玻璃基板。特别是最近，由于严格管理对作为处理的对象的半导体晶片和玻璃基板的污染，所以大部分以往所使用的机械性地夹紧半导体晶片等的方式被置换为利用电气性的静电吸附力的静电吸盘方式。

静电吸盘在金属底板上具备下部绝缘层、电极层以及表面绝缘介电层，表面绝缘介电层形成保持半导体晶片和玻璃基板的吸附面。并且，通过设置在贯穿金属底板的上下表面的贯通孔内的馈电端子从外部向所述电极层提供高电位，从而在表面绝缘介电层的表面(即吸附面)上分布的电荷与载置于吸附面的被处理物上极化带电的电荷之间发生库仑力或约翰逊-拉贝克力，或者发生静电引起的梯度力，吸附保持作为被处理物的半导体晶片等。

但是，例如用等离子装置蚀刻半导体晶片时，半导体晶片的温度将上升至200℃至400℃左右。因此，为了使正在处理的晶片温度冷却到适当温度，通过使制冷剂在设于金属底板的内部的管路内流动来防止晶片的温度上升。但是静电吸盘的表面绝缘介电层侧被高温照射，金属底板侧大约保持在制冷剂的温度，因此在它们之间将产生温度梯度，例如在表面绝缘介电层与下部绝缘层之间产生最大数百度的温度梯度。此外，当然，在装置工作时和停止时之间在静电吸盘自身也将产生最大数百度的温度梯度。

如果在静电吸盘上有这样的温度循环的负荷，则存在特别是在向电极层供给电压的馈电结构上有产生各种故障的危险。即，在馈电端子或电极层等的导电体、和下部绝缘层或表面绝缘介电层等的绝缘体上，热膨胀率各自不同，所以导电体和绝缘体接触之处变得复杂的馈电端子的周边容易发生裂纹。这样的裂纹是引起静电吸盘的温度特性的局部性的恶化等问题以及微粒的发生等的主要原因。

图4是示出静电吸盘的馈电结构的以往例。在金属底板1上设置的贯通孔7上，隔着绝缘保持部件2配设馈电端子3，该馈电端子3，如图1(b)所示，由于其前端与电极层5接触，从而从金属底板1的下表面侧将供给的电压向电极层3供给。这里，如上所述的裂纹，例如，容易发生在馈电端子3的前端与电极层5接触的部分的边缘上(裂纹8a)、此外，裂纹也同样容易发生在馈电端子8、绝缘保持部件2以及下部绝缘层4彼此接触的部分上(裂纹8b)。

因此，有人提出了几个用于减轻在静电吸盘受到热负荷的情况下的影响的方法。例如，提出过对向在陶瓷基体的内部设置的电极层供电的馈电端子进行钎焊，并在馈电端子的端面上设置中空部，在该中空部中插入与陶瓷基体具有相同程度的热膨胀系数的应力缓冲材料的方法(参照专利文献1)。此外，提出过以使馈电端子的端面与由金属-陶瓷复合材料构成的底板的上表面高度相同的方式，在底板上设置的贯通孔内通过陶瓷制的外盖部配设馈电端子，随后对馈电端子的端面进行掩模，由喷镀处理形成绝缘层，进而去除掩模来露出馈电端子的端面，并在此基础上，喷镀金属材料，形成电极层的方法(参照专利文献2)。另外，提出过从在内部具有电极层的陶瓷基体的下表面侧设置贯通电极层的贯通孔，在该内壁上形成金属镀敷层，并且通过钎焊在贯通孔内固定馈电端子的方法(参照专利文献3)。

但是，如专利文献1以及3所述，在通过钎焊来固定馈电端子的情况下，钎焊材料自身有热负荷，所以将使问题更复杂。并且，由于钎焊作业本身是手工作业，所以缺乏可靠性。而如专利文献2所示，在将底板内配设的馈电端子的端面调整为与底板的上表面相同高度的基础上，通过喷镀形成电极层而使馈电端子的端面与电极层接触的方法中，虽然作业效率得到改善，但在相对于与热负荷的可靠性方面还需要进一步改善。即，由于馈电端子与电极层相互以面进行接触，所以在有热负荷的情况下，在可靠性上留有问题。

专利文献1：JP特开平11-074336号公报

专利文献2：JP特开2003-179127号公报

专利文献3：JP特开平10-189696号公报

发明内容

静电吸盘的热负荷带来的影响，与静电吸盘的馈电结构有关系，具体而言，与馈电端子与电极层的界面的形状、和在实际上有热负荷情况下与金属底板、馈电端子、绝缘保持部件、下部绝缘层、电极层以及表面绝缘介电层之间的力的施加方式有关系。关于这些关系，至今还没有被充分研究过。