[发明专利]静电卡盘装置及其制造方法

说明书

该静电卡盘装置(1)具备：基体(11)，一个主表面为载置板状试样的载置面(19)；及静电吸附用电极(13)，在基体(11)上设置在与载置面(19)相反的一侧，基体(11)以陶瓷材料为形成材料，陶瓷材料以氧化铝和碳化硅为主成分，所述氧化铝的晶界上存在层状石墨烯。

技术领域

本发明涉及一种静电卡盘装置及其制造方法。

本申请主张基于2018年3月30日申请的日本专利申请2018-066941号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

近年来，在实施等离子体工序的半导体制造装置中，使用了能够简单地固定板状试样(晶片)的静电卡盘装置。静电卡盘装置具备基体和静电吸附用电极。基体的一个主表面为能够载置晶片的载置面。静电吸附用电极在其与载置在载置面上的晶片之间产生静电力(库仑力)。(例如，参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/137270号

发明内容

发明要解决的技术课题

近年来，在半导体制造工艺中，随着元件的高集成化和高性能化，要求进一步提高微细加工技术。伴随于此，要求静电卡盘装置具有如下性能。

首先，要求静电卡盘装置表现出足够的静电吸附力。

例如，在半导体装置的制造工序中，要求在层叠半导体装置的同时蚀刻多层膜。在蚀刻多层膜的情况下，有时会要求在短时间内较深地形成蚀刻方向和开口直径一致的孔。与传统的蚀刻装置相比，在蚀刻多层膜时使用的蚀刻装置投入高功率(高电压、高电流)的电力来进行加工。

在这种情况下，若静电卡盘装置不有效地透射高频(即，若大量吸收高频)，则会导致静电卡盘装置本身发热，成为晶片等处理对象物的温度上升的原因。如此，若处理对象物的温度上升，则处理条件不恒定，有可能会产生无法维持加工精度的技术课题。并且，形成有多层膜的晶片趋于热应力导致的变形量较大。因此，在蚀刻多层膜的情况下，与传统的对晶片进行加工的情况相比，要求以高吸附力固定静电卡盘装置。

在静电卡盘装置中，通过增加施加于静电吸附用电极的外加电压，可获得高静电吸附力。另一方面，若在静电卡盘装置中增加外加电压，则有时会对作为加工对象物的晶片上的半导体元件造成损伤。因此，在静电卡盘装置中，要求在不增加外加电压的情况下增加吸附力。

而且，除固定晶片的功能以外，用于蚀刻装置的静电卡盘装置还发挥产生用于蚀刻处理的等离子体的高频用电极的功能。

因此，静电卡盘装置的基体需要具有良好的高频透射性能，发挥高频透射窗的功能。

静电卡盘装置的静电吸附力依赖于构成基体的电介质的相对介电常数。即，基体的相对介电常数越高，静电吸附力越高，因此优选。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种具有高吸附力且能够适当地透射高频的静电卡盘装置及其制造方法。

用于解决技术课题的手段

为了解决上述技术课题，本发明的第一方式提供一种静电卡盘装置，其具备：基体，一个主表面为载置板状试样的载置面；及静电吸附用电极，在所述基体上设置在与所述载置面相反的一侧，所述基体以陶瓷材料为形成材料，所述陶瓷材料为以氧化铝和碳化硅为主成分且所述氧化铝的晶界上存在层状石墨烯的烧结体。

在本发明的一种方式中，所述烧结体可以构成为还含有β-SiC型碳化硅。

在本发明的一种方式中，所述陶瓷材料可以构成为频率10Hz下的相对介电常数为12.3以上且频率1MHz下的相对介电常数为12.5以下。