专利名称：基板载置台及其制造方法、基板处理装置、流体供给机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及基板载置台、基板载置台的制造方法、基板处理装置、 流体供给机构，尤其是涉及适合半导体基板等的等离子体处理的基板 载置台、基板载置台的制造方法、基板处理装置、流体供给机构。
背景技术：
迄今为止，在对半导体基板等实施等离子体蚀刻等的等离子体处 理的基板处理装置等中，在载置基板的基板载置台中具备用于向基板 背面一侧供给氦气等冷却气体的流体供给机构已为大家所熟知。另外， 在上述基板载置台上，作为构成静电卡盘的绝缘层等而在基板载置面 上设置Al203等陶瓷喷镀层也为大家所熟知(例如，参照专利文献l)。
专利文献1日本特开2004-47653号公报
发明内容
作为制造上述基板载置台的方法，例如，单独构成形成多个气体 供给孔的第一板状部件、在表面形成有作为用于向这些气体供给孔供 给气体的气体供给通路的槽的第二板状部件，通过钎焊等将它们焊接 成一个整体，之后，通过在载置面上喷镀陶瓷形成陶瓷喷镀层的方法。
在上述方法中，在陶瓷喷镀时，喷镀陶瓷将会侵入气体供给孔内。 因此， 一边使空气等从气体供给孔中喷出， 一边进行陶瓷喷镀，从而 使喷镀陶瓷难以侵入气体供给孔内。但是，在上述这种空气等的喷出 中，无法完全防止喷镀陶瓷侵入气体供给孔的内部。因此，必须进行 清洁侵入气体供给孔的内部并且附着在其底部的喷镀陶瓷的冲洗工 序。
但是，本发明人等经过详查后发现，牢固地附着在气体供给孔底 部等处的喷镀陶瓷等有时用清洁也难以完全除去，有时存在喷镀陶瓷 作为喷镀残渣而残留的问题。正在作为产品而使用的情况下，该喷镀 残渣剥落从而污染半导体晶片或处理腔室内，并且导致发生气体供给 孔的孔堵塞从而发生因冷却气体压力下降所引起的温度控制方面的问题。
本发明就是针对上述现有情况而产生的，其目的在于提供一种不 仅能够防止在流体通路内残留喷镀残渣，而且，能够防止发生喷镀残 渣导致的污染、防止发生流体通路的孔堵塞的基板载置台、基板载置 台的制造方法、基板处理装置、流体供给机构。
本发明第一方面的基板载置台，其特征在于，具备板状部件，该 板状部件具有载置有基板的载置面；在所述载置面上开口并且向该
载置面与所述基板之间供给气体的多个气体喷出孔；和用于向所述气
体喷出孔供给气体的气体供给通路，并且所述基板载置台设置有覆盖 所述载置面的陶瓷喷镀层，至少与所述气体喷出孔相对的部位的所述 气体供给通路的内壁形成为曲面状。
本发明第二方面的基板载置台是本发明第一方面所述的基板载置 台，其特征在于，所述气体供给通路被多个所述气体喷出孔共有。
本发明第三方面的基板载置台是本发明第二方面所述的基板载置 台，其特征在于，所述板状部件通过焊接具有所述气体喷出孔的第一 板状部件、和具有底部为曲面状的槽的第二板状部件而构成。
本发明第四方面基板载置台是本发明第三方面所述的基板载置 台，其特征在于，在所述第二板状部件上设置有用于将气体供给所述 气体供给通路内的气体供给孔、和用于供给或排出用于清洁所述气体 供给通路内的流体的清洁用孔。
本发明第五方面的基板载置台是本发明第一 第四方面中任意一 方面所述的基板载置台，其特征在于，所述板状部件由铝构成，在所 述气体供给通路内形成有阳极氧化膜。
本发明第六方面的基板载置台的制造方法的特征在于，所述基板
载置台具备板状部件，该板状部件具有载置有基板的载置面；在所
述载置面上开口并且向该载置面与所述基板之间供给气体的多个气体
喷出孔；和用于向所述气体喷出孔供给气体的气体供给通路，并且所 述基板载置台设置有覆盖所述载置面的陶瓷喷镀层，该方法包括形
成至少与所述气体喷出孔相对部位的所述气体供给通路的内壁为曲面
状的所述板状部件的工序； 一边从所述气体喷出孔喷出气体一边在所 述板状部件的所述载置面上形成陶瓷喷镀层的工序；和对所述气体供
给通路内部进行清洁的工序。
本发明第七方面的基板载置台的制造方法是本发明第六方面所述 的基板载置台的制造方法，其特征在于，所述气体供给通路被多个所 述气体喷出孔共有。
本发明第八方面的基板载置台的制造方法是本发明第七方面所述 的基板载置台的制造方法，其特征在于，所述板状部件通过焊接具有 所述气体喷出孔的第一板状部件、和具有底部为曲面状的槽的第二板 状部件而形成。
本发明第九方面的基板载置台的制造方法是本发明第八方面所述 的基板载置台的制造方法，其特征在于，使用设置于所述第二板状部 件的气体供给孔和设置于所述第二板状部件的清洁用孔，向所述气体 供给通路的内部供给和排出清洁用流体而进行清洁。
本发明第十方面的基板载置台的制造方法是本发明第六方面 第 九方面中任意一方面的基板载置台的制造方法，其特征在于，所述板 状部件由铝构成，该方法包括在形成陶瓷喷镀层的工序之前，在所述 气体供给通路内形成阳极氧化膜的工序。
本发明第十一方面的基板处理装置的特征在于，具备容纳基板并 对其进行处理的处理腔室，在所述处理腔室内配设有本发明第一方 面 第五方面中任一项所述的基板载置台。
本发明第十二方面的流体供给机构的特征在于，具有板状部件， 该板状部件通过焊接具备多个流体喷出孔的第一板状部件、和具备形 成被多个所述流体喷出孔共有并向该流体喷出孔供给流体的流体供给 通路的槽的第二板状部件而构成，在所述第一板状部件的表面形成有 陶瓷喷镀膜层，所述槽的底部形成为曲面状。
发明效果
根据本发明，则可以提供一种不仅能够防止在流体通道内残留喷 镀残渣，而且，能够防止发生喷镀残渣导致的污染、发生流体通道的 孔堵塞的基板载置台、基板载置台的制造方法、基板处理装置、流体 供给机构。
图1是本发明的实施方式的等离子体蚀刻装置的概略结构图。
图2是本发明的实施方式的基板载置台的主要部分剖面结构的放 大示意图。
图3是图2的基板载置台的第一板状部件的上面侧的结构图。 图4是图2的基板载置台的第二板状部件的上面侧的结构图。 图5是比较例的基板载置台的主要部分剖面结构的放大示意图。
符号说明
5基板载置台；IO绝缘部件(陶瓷喷镀层)；ll静电卡盘；12电 极；510第一板状部件；511喷出孔；520第二板状部件；521槽；521a底部
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是作为本实 施方式的基板处理装置的等离子体蚀刻装置的截面结构图。首先，参 照图1对等离子体蚀刻装置的结构进行说明。
等离子体蚀刻装置1的电极板上下平行相对，并构成连接等离子 体形成电源的电容耦合型平行平板蚀刻装置。
等离子体蚀刻装置1具有例如表面被阳极氧化处理过的铝等制成并形成为圆筒形状的处理腔室(处理容器)2，该处理腔室2被接地。 在处理腔室2内的底部通过陶瓷等绝缘板3设置有用来载置被处理物 例如半导体晶片W的大约为圆柱形的基座支承台4。在该基座支承台 4的上面设置有构成下部电极的基板载置台(基座)5，基板载置台5 与高通滤波器(HPF) 6连接。对于该基板载置台5的详细结构将在后 面进行说明。
在基座支承台4的内部设置有制冷剂室7，制冷剂通过制冷剂导入 管8被导入该制冷剂室7中并在其中循环，其冷热通过基板载置台5 被向半导体晶片W传热，于是，半导体晶片W就被控制在预期的温度。
基板载置台5的上侧中央部形成凸状的圆板状，在其上面设置与 半导体晶片W大体相同形状的静电卡盘11。静电卡盘11在绝缘部件
(由陶瓷喷镀膜构成)10之间配置电极12而构成。从与电极12连接 的直流电源13施加例如1.5kV的直流电压，这样，例如利用库仑力静 电吸附半导体晶片W。
在绝缘板3、基座支承台4、基板载置台5、静电卡盘11中形成用 来向半导体晶片W的背面供给传热介质(例如He气等)的气体通路 14，通过该传热介质基板载置台5的冷热被传达到半导体晶片W，于 是半导体晶片W就被保持在规定的温度。
在基板载置台5的上端周边部，以围绕被载置在静电卡盘11上的 半导体晶片W的方式设置环状的聚焦环15。该聚焦环15例如采用硅 等导电性材料构成，并且具有提高蚀刻的均匀性的作用。
在基板载置台5的上方与该基板载置台5平行相对而设置上部电 极21。该上部电极21通过绝缘部件22被处理腔室2的上部支承。上 部电极21由电极板24、支承该电极板24的由导电性材料构成的电极 支承体25构成。电极板24构成与基板载置台5的相对面，并且具有 多个喷出孔23。该电极板24例如由硅构成，或者在由表面被阳极氧化 处理(氧化铝膜处理)的铝上设置石英盖而构成。可以更改基板载置 台5与上部电极21的间隔。
在上部电极21中的电极支承体25的中央设置气体导入口 26，该 气体导入口 26与气体供给管27连接。而且，该气体供给管27通过阀 28以及质量流量控制器29与用来供给作为处理气体的蚀刻气体的处 理气体供给源30连接。
在处理腔室2的底部连接有排气管31，该排气管31与排气装置 35连接。排气装置35具备涡轮分子泵等真空泵，能够将处理腔室2 内抽真空至规定的减压气氛，例如抽真空至1Pa以下的规定压力。此 外，在处理腔室2的侧壁上设有闸阀32，在打开该闸阀32的状态下， 半导体晶片W在邻接的负载锁定室(未图示)之间被搬送。
上部电极21与第一高频电源40连接，在该供电线中插设有匹配 器41。此外，上部电极21与低通滤波器(LPF) 42连接。该第一高频 电源40具有50 150MHz范围的频率。于是，通过外加高频电源，则能够在处理腔室2内形成离解状态佳且高密度的等离子体。
作为下部电极的基板载置台5与第二高频电源50连接，在该供电
线中插设有匹配器51。该第二高频电源50具有比第一高频电源40低 的频率范围，通过外加该范围的频率，则不会对作为被处理体的半导 体晶片W造成损伤，而能够产生适当的离子作用。第二高频电源50 的频率数优选在1 20MHz的范围。
上述结构的等离子体蚀刻装置1的操作统一由控制部60进行控 制。在该控制部60中设置具备CPU并且控制等离子体蚀刻装置1的 各个部分的过程控制器61、用户接口部62、存储部63。
用户接口部62由工程管理者为管理等离子体蚀刻装置1而进行命 令输入操作等的键盘、将等离子体蚀刻装置1的运转情况可视化显示 的显示器等构成。
在存储部63中，容纳有存储了用来在过程控制器61的控制下实 现等离子体蚀刻装置1执行的各种处理的控制程序(软件)和处理条 件数据等的方案。根据需要，按照来自用户接口部62的指示等，从存 储部63中读取任意的方案并使其在过程控制器61中运行，这样，就 能在过程控制器61的控制下，在等离子体蚀刻装置1中实施预期的处 理。此外，控制程序、处理条件数据等的方案可以被存储在计算机能 够读取的计算机存储介质(例如硬盘、CD、软盘、半导体存储器等) 中，或者从其它的装置例如通过专线随时进行传送而在线使用。
在使用上述结构的等离子体蚀刻装置1对半导体晶片W进行等离 子体蚀刻的情况下，首先，半导体晶片W在闸阀32被打开之后，从 未图示的负载锁定室被搬入处理腔室2内，并被载置在静电卡盘11上。 接着，通过从直流电源13施加直流电压，半导体晶片W就被静电吸 附在静电卡盘ll上。然后，闸阀32被关闭，利用排气装置35，处理 腔2室内被抽真空至规定的真空度。
之后，阀28被打开，规定的处理气体(蚀刻气体) 一边被质量流 量控制器29调整其流量， 一边从处理气体供给源30通过气体供给管 27、气体导入口 26被导入上部电极21的中空部，并且，通过电极板 24的喷出孔23，如图l的箭头所示，被均匀地向半导体晶片W喷出。
处理腔室2内的压力被保持为规定的压力。之后，规定频率的高频电力从第一高频电源40施加在上部电极21上。由此，在上部电极
21和作为下部电极的基板载置台5之间产生高频电场，处理气体离解
并等离子体化。
另一方面，频率比上述第一高频电源40低的高频电力从第二高频 电源50施加在作为下部电极的基板载置台5上。这样，等离子体中的 离子被引向基板载置台5 —侧，通过离子辅助，能够提高蚀刻的各向 异性。
等离子体蚀刻一结束，就停止高频电力的供给以及处理气体的供 给，按照与上述顺序相反的顺序，半导体晶片W从处理腔室2内被搬 出。
下面，参照图2 4，对本实施方式的基板载置台(基座)5进行 说明。如图2 4所示，基板载置台5通过粘合形成为圆板状的第一板 状部件510与形成为圆板状的第二板状部件520而构成，并且整体形 成为圆板形状。在本实施方式中，这些第一板状部件510和第二板状 部件520由铝构成。
如图2、 3所示，在第一板状部件510上设有多个气体喷出孔511。 如图2、 4所示，在第二板状部件520上以同心圆形状形成用来形成向 上述各个气体喷出孔511供给气体的气体供给通路的槽521。在该槽 521中，设在最外周部的槽521被设在第一板状部件510最外周部的多 个气体喷出孔511所共有。此外，设在最外周部以外的多个同心圆状 以及连接它们的直径方向的槽521被设在第一板状部件510最外周部 以外的多个气体喷出孔511所共有。这样，就能够在最外周部(边缘 部)与其它的部位更改冷却气体的气体压力。
此外，如图3所示，在第一板状部件510上设有3个销孔512，该 销孔512分别配置有载置半导体晶片W时用于升降半导体晶片W的 销，如图4所示，在与这些销孔512对应的位置，在第二板状部件520 上也设有销孔522。此外，如图4所示，在第二板状部件520上设有 用来分别向最外周以及其它的槽521供给冷却气体的2个气体供给孔 523、以及用来在清洁最外周以及其它的槽521时使用的多个(在图4 所示的例子中共计8个)的清洁用孔524。再者，这些清洁用孔524 在后述的清洁工序等的制造工序中所使用，并且在使用基板载置台5
时被封闭部件所封闭。
图2所示的气体喷出孔511的直径例如为lmm左右。而图2所示 的槽521的宽度例如为3mm左右、深度例如为2mm左右。另外，槽 521的底部521a形成为曲面状，在本实施方式中，其截面形状为朝着 下部的凸状的半径为1.5mm的R面。于是，将槽521的底部521a的 形状设计成曲面状的原因在于，喷镀陶瓷难以牢固地附着于此。因此， 在槽521中，只要至少仅与气体喷出孔511相对的部位(气体喷出孔 511的底部)形成曲面状即可，但是，为了能够在同一工序中进行整个 槽521的切削工序，在本实施方式中，整个槽521的底部521a形成为 曲面形状。构成从这些槽521等向气体喷出孔511供给冷却气体的气 体供给通路，槽521内等的气体供给通路的内壁被阳极氧化膜(氧化 铝膜)(未图示)所覆盖。
此外，在第一板状部件510的上侧的载置面上设有静电卡盘11。 该静电卡盘11是通过在由八1203等陶瓷喷镀膜构成的绝缘部件10之间 配置由金属(在本实施方式中为钨的金属喷镀膜)构成的电极12而构 成。
下面，对上述基板载置台5的制造方法进行说明。首先，在铝制 的圆板上形成多个气体喷出孔511而形成第一板状部件510，同时，形 成在铝制的圆板上形成有作为朝向气体喷出孔511的气体供给通路的 槽521的第二板状部件520。此外，在第一板状部件510上形成上述销 孔512，在第二板状部件520上也形成上述销孔522、气体供给孔523 和清洁用孔524等。
下面，通过钎焊等焊接上述第一板状部件510、第二板状部件520。 在该钎焊工序中，焊接面附近的部件表面有变粗糙的倾向，但是，如 果部件表面变粗糙，在后述的陶瓷喷镀工序中，喷镀陶瓷有时就会牢 固地附着在表面粗糙的部分。因此，例如，如图5所示，如果在槽621 的底部621a焊接第一板状部件610和第二板状部件620，则槽621的 底部621a就会变成粗糙的状态，块状的喷镀陶瓷630牢固附着的可能 性增大。因此，在本实施方式中，如图2所示，形成不在槽521的底 部而是在槽521的上部焊接第一板状部件510和第二板状部件520的 结构。通过采用这种结构，则能够抑制块状的喷镀陶瓷530易附着的槽521的底部521a变为粗糙的状态。
接着，在成为气体喷出孔511的内侧面和槽521的内侧面等气体 供给通路的部分，通过阳极氧化处理(氧化铝处理)形成阳极氧化膜 (氧化铝膜)。该阳极氧化膜具有使喷镀陶瓷难以牢固附着的效果。即 使在形成这种阳极氧化膜中，如上所述，由于槽521的底部521a变成 粗糙的状态，因此，也无法形成表面光滑的优质阳极氧化膜。这种表 面光滑的优质阳极氧化膜将增大使喷镀陶瓷难以牢固附着的效果。
接着，从气体供给孔523以及清洁用孔524等供给压縮空气等气 体，然后从各个气体喷出孔511喷出压縮空气等气体，同时，在载置 面上依次叠层八1203等陶瓷喷镀膜10、金属喷镀膜(电极)12、陶瓷 喷镀膜10从而形成3层的静电卡盘11。此时，通过气体的喷出，喷镀 陶瓷等变得难以进入气体喷出孔511内，但是其一部分进入气体喷出 孔511内，如图2中虚线所示，变成块状的喷镀陶瓷530并附着在其 底部521a。但是，在本实施方式中，如图2所示，由于槽521的底部 521a为曲面状，因此，如图5所示，与槽621的底部621a为平面时相 比，能够防止进入气体喷出孔511内的喷镀陶瓷等牢固地附着。
最后，在槽521内导入流体例如压縮空气或水进行清洁，在陶瓷 喷镀工序中，除去附着在槽521内的块状喷镀陶瓷530。该清洁工序使 用图4所示的清洁用孔524和气体供给孔523来进行，可以适当组合 通过压縮空气进行的空气吹扫工序、同时进行压縮空气的空气吹扫与 通水的工序、浸渍在丙酮等溶剂中的工序等来进行。此时，如上所述， 由于进入气体喷出孔511的喷镀陶瓷等不能牢固地附着，因此，不仅 容易剥离附着在槽521内的块状的喷镀陶瓷530，而且与过去相比，能 够大幅降低喷镀残渣残留的概率。
实际上，对于上述图2所示的结构的实施例，在陶瓷喷镀后实施 清洁工序后，仅通过空气吹扫工序就能全部除去块状的喷镀陶瓷530， 而且，能使槽521内的块状喷镀陶瓷530的残渣的个数为零。另一方 面，作为比较例，如图5所示，对槽621的底部621a为平面状的基板 载置台进行调査后发现，尽管依次实施空气吹扫工序、同时进行空气 吹扫与通水的工序、浸渍在丙酮中的工序、空气吹扫工序、同时进行 空气吹扫与通水的工序来进行清洁，但是，槽621内的块状喷镀陶瓷
630的残渣个数为6个，无法变成O个。
如上说明，根据本实施方式，不仅能防止喷镀残渣残留在冷却气 体供给通路内，而且能够防止发生喷镀残渣的污染或流体通路的孔阻 塞。另外，本发明并不局限于上述实施方式，能够进行各种各样的变 形。例如，在上述实施方式中，对在等离子体蚀刻装置中应用本发明 的情况进行了说明，但是，并不局限于等离子体蚀刻装置，例如，对
于CVD等所有的基板处理装置也同样能够适用。另外，在上述实施方 式中，对于在供给冷却气体的基板载置台中应用本发明的实施方式进 行了说明，但是，本发明并不局限于基板载置台，对于用来供给处理 气体等其它流体的流体供给机构也同样能够适用。
权利要求
1.一种基板载置台，其特征在于，具备板状部件，该板状部件具有载置有基板的载置面；在所述载置面上开口并且向该载置面与所述基板之间供给气体的多个气体喷出孔；和用于向所述气体喷出孔供给气体的气体供给通路，并且所述基板载置台设置有覆盖所述载置面的陶瓷喷镀层，至少与所述气体喷出孔相对的部位的所述气体供给通路的内壁形成为曲面状。
2. 如权利要求1所述的基板载置台，其特征在于，所述气体供给通 路被多个所述气体喷出孔共有。
3. 如权利要求所述2的基板载置台，其特征在于，所述板状部件通 过焊接具有所述气体喷出孔的第一板状部件、和具有底部为曲面状的 槽的第二板状部件而构成。
4. 如权利要求所述3的基板载置台，其特征在于，在所述第二板状 部件上设置有用于将气体供给所述气体供给通路内的气体供给孔、和 用于供给或排出用于清洁所述气体供给通路内的流体的清洁用孔。
5. 如权利要求1 4中任一项所述的基板载置台，其特征在于，所 述板状部件由铝构成，在所述气体供给通路内形成有阳极氧化膜。
6. —种基板载置台的制造方法，其特征在于，所述基板载置台具备 板状部件，该板状部件具有载置有基板的载置面；在所述载置面上 开口并且向该载置面与所述基板之间供给气体的多个气体喷出孔；和 用于向所述气体喷出孔供给气体的气体供给通路，并且所述基板载置 台设置有覆盖所述载置面的陶瓷喷镀层，该方法包括形成至少与所述气体喷出孔相对部位的所述气体供 给通路的内壁为曲面状的所述板状部件的工序；一边从所述气体喷出孔喷出气体一边在所述板状部件的所述载置面上形成陶瓷喷镀层的工序；和对所述气体供给通路内部进行清洁的工序。
7. 如权利要求6所述的基板载置台的制造方法，其特征在于，所述气体供给通路被多个所述气体喷出孔共有。
8. 如权利要求7所述的基板载置台的制造方法，其特征在于，所述 板状部件通过焊接具有所述气体喷出孔的第一板状部件、和具有底部 为曲面状的槽的第二板状部件而形成。
9. 如权利要求8所述的基板载置台的制造方法，其特征在于，使用 设置于所述第二板状部件的气体供给孔和设置于所述第二板状部件的 清洁用孔，向所述气体供给通路的内部供给和排出清洁用流体而进行清洁。
10. 如权利要求6 9中任一项所述的基板载置台的制造方法，其特 征在于，所述板状部件由铝构成，该方法包括在形成陶瓷喷镀层的工 序之前，在所述气体供给通路内形成阳极氧化膜的工序。
11. 一种基板处理装置，其特征在于，具备容纳基板并对其进行处 理的处理腔室，在所述处理腔室内配设有权利要求1 5中任一项所述 的基板载置台。
12. —种流体供给机构，其特征在于，具有板状部件，该板状部件 通过焊接具备多个流体喷出孔的第一板状部件、和具备形成被多个所 述流体喷出孔共有并向该流体喷出孔供给流体的流体供给通路的槽的 第二板状部件而构成，在所述第一板状部件的表面形成有陶瓷喷镀膜 层，所述槽的底部形成为曲面状。
全文摘要
本发明提供一种不仅能够防止在流体通路内残留的喷镀残渣，而且能够防止发生喷镀残渣导致的污染、防止发生流体通路的孔堵塞的基板载置台、基板载置台的制造方法、基板处理装置、流体供给机构。基板载置台(5)通过粘合形成为圆板状的第一板状部件(510)和第二板状部件(520)而构成，其整体形成为板状。在第一板状部件(510)中设置有多个气体喷出孔(511)。在第二板状部件(520)中形成用于形成向气体喷出孔(511)供给气体的供给通路的槽(521)，并且槽(521)的底部(521a)形成为曲面状。在第一板状部件(510)的上侧的载置面上设置有静电卡盘(11)。静电卡盘(11)通过在由陶瓷喷镀膜制成的绝缘部件(10)之间配置电极(12)而构成。
文档编号H01L21/683GK101207061SQ20071015440
公开日2008年6月25日 申请日期2007年9月11日 优先权日2006年12月15日
发明者上田雄大, 大桥薰, 小林义之 申请人:东京毅力科创株式会社