载置台装置和基片处理装置的制作方法

1.本发明涉及载置台装置和基片处理装置。


背景技术：

2.专利文献1公开了一种基片载置机构，其包括具有第1升降销插通孔的加热板、具有第2升降销插通孔的调温夹套、第1升降销和第2升降销。第1升降销插通孔具有被处理基片载置面，埋设有将被处理基片加热至成膜温度的加热体，在被处理基片载置面侧具有宽径部，在被处理基片载置面的相反侧具有直径比宽径部小的窄径部。第2升降销插通孔以至少覆盖加热板的被处理基片载置面以外的表面的方式形成，使温度成为小于成膜温度的非成膜温度，在被处理基片载置面侧具有宽径部，在被处理基片载置面的相反侧具有直径比宽径部小的窄径部。第1升降销包括：盖部，其被插在第1升降销插通孔中，能够插通第1升降销插通孔的宽径部；和轴部，其与该盖部连接，能够插通第1升降销插通孔的宽径部和窄径部这两者。第2升降销包括：盖部，其被插在第2升降销插通孔中，能够插通第2升降销插通孔的宽径部；和轴部，其与该盖部连接，能够插通到第2升降销插通孔的宽径部和窄径部这两者。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2009-068037号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的技术问题
7.本发明提供载置台装置和基片处理装置，其能够抑制载置台中的供升降销升降的销孔的周围、升降销成为低温部位，而载置面的温度在面内变得不均匀的情况，其中该载置台具有能够载置基片的载置面。
8.用于解决技术问题的技术方案
9.本发明的一个方式的载置台装置包括：
10.载置台，其具有销孔，并且具有能够载置基片的载置面；
11.能够在上述销孔中升降的升降销；和
12.使上述升降销升降的升降机，
13.上述载置台在其内部具有加热上述载置台的第1加热部，
14.上述升降销在其内部或者周围具有加热上述升降销的第2加热部。
15.发明效果
16.依照本发明，能够抑制载置台中的供升降销升降的销孔的周围、升降销成为低温部位，而载置面的温度在面内变得不均匀的情况，其中该载置台具有能够载置基片的载置面。
附图说明
17.图1是表示实施方式的基片处理装置的一个例子的纵截面图。
18.图2是表示第1实施方式的载置台装置的一个例子的纵截面图。
19.图3是表示第1实施方式的载置台装置的另一个例子的纵截面图。
20.图4是表示第1实施方式的载置台装置的又一个例子的纵截面图。
21.图5是表示第2实施方式的载置台装置的一个例子的纵截面图。
22.图6是表示第2实施方式的载置台装置的另一个例子中的、升降销、导电体与线圈的相对关系的示意图。
23.图7是表示第3实施方式的载置台装置的一个例子的纵截面图。
24.图8是表示第4实施方式的载置台装置的一个例子的纵截面图。
25.附图标记说明
26.20d：销孔
27.20：载置台
28.21e：载置面
29.31：升降销
30.41：升降机
31.26：第1加热部
32.29、37b、39、55、56、56a：第2加热部
33.50、50a、50b、50c、50d、50e：载置台装置
34.w：基片(晶片)。
具体实施方式
35.以下，参照附图，对本发明的实施方式的载置台装置和基片处理装置进行说明。此外，在本说明书和附图中，对实质上相同的构成要素，标注相同的附图标记从而省略重复的说明。
36.[实施方式的基片处理装置和第1实施方式的载置台装置]
[0037]
首先，参照图1至图4，说明本发明的实施方式的基片处理装置的一个例子和第1实施方式的载置台装置的一个例子。此处，图1是表示实施方式的基片处理装置的一个例子的纵截面图。图2是表示构成基片处理装置的、第1实施方式的载置台装置的一个例子的纵截面图，图3和图4均是表示第1实施方式的载置台装置的其他例子的纵截面图。
[0038]
图1所示的基片处理装置100是cvd(chemical vapor deposition：化学气相沉积)装置、ald(atomic layer deposition：原子层沉积)装置等能够执行成膜、溅射、蚀刻的装置。基片处理装置100包括：作为腔室的处理容器10；和配置在处理容器10内的载置台装置50，其能够在载置基片w(以下，将作为基片w的一个例子的半导体晶片称为“晶片”)的同时进行升降。基片处理装置100还包括：对处理容器10供给处理气体、吹扫气体的供给装置80；从处理容器10内排出各种处理气体、吹扫气体，进一步对处理容器10内进行抽真空以减压的排气装置70；和控制各装置的控制装置90。
[0039]
载置台装置50包括：能够载置基片w并且具有销孔20d的载置台20；升降销单元30，其具有能够在销孔20d的内部升降的升降销31；和使升降销单元30升降及旋转的升降单元
40。通过驱动对构成升降单元40的升降机41，载置台20能够在由双点划线表示的运送位置与其上方的处理位置之间上下地升降。此处，运送位置是指，在从处理容器10的送出送入口13进入处理容器10的内部的晶片w的运送装置(未图示)与升降销31之间交接晶片w时，载置台20待机的位置。处理位置是指，对晶片w进行成膜等处理的位置。此外，关于载置台装置50，在后文说明。另外，基片处理装置也可以具有以下详细说明的其他载置台装置50a至50c。
[0040]
处理容器10由铝等金属形成，包括具有大致圆筒状的侧壁11和俯视时呈圆形的底板12。在侧壁11开设有用于送出送入晶片w的送出送入口13，送出送入口13能够由闸门(gate valve)14开闭。在处理容器10的上方配置有截面形状为大致矩形的圆环状的排气管道15。在排气管道15沿着内周面形成有隙缝15a。此外，在排气管道15的外壁形成有排气口15b。在排气管道15的上表面设置有封闭处理容器10的上方开口的顶板16。在顶板16与排气管道15的抵接界面配置有密封环17，用密封环17将顶板16和排气管道15气密地密封。
[0041]
在顶板16的下表面安装有帽部件61，在彼此相对的帽部件61与载置台20之间形成有能够处理基片w的处理空间s。例如，帽部件61由螺栓(bolt)等安装到顶板16。
[0042]
在帽部件61的下表面设置有钵状的凹部62。形成处理空间s时的载置台20的高度被设定成，在帽部件61的凹部62的最下端与配置在载置台20的周围的密封部件28的上端之间形成隙间s1。凹部62例如优选采用处理空间s的容积尽可能小并且在通过吹扫对处理气体进行置换时的气体置换性良好的方式。
[0043]
在帽部件61的中央形成用于对处理空间s导入处理气体、吹扫气体的气体导入路65。气体导入路65被设置成贯通帽部件61的中央，其下端与载置台20上的晶片w的中央相对。此外，在帽部件61的中央嵌入有流路形成部件63，由于流路形成部件63而气体导入路65的上方分支，分别与贯通顶板16的气体导入路16a连通。
[0044]
供给装置80包括：多个气体供给源81，其单独体供给适用于在处理容器10的内部连续地进行的多个处理的多个处理气体、吹扫气体；和多个气体供给配管82，其用于供给来自多个气体供给源81的各处理气体、吹扫气体。而且，气体供给配管82与气体导入路16a连通。此外，图1仅抽取一个气体供给源81和气体供给配管82进行了表示。在各气体供给配管设置有开闭阀、质量流量控制器这样的流量控制器(均未图示)，通过开闭阀和质量流量控制器执行气体种类的切换、气体流量的控制。
[0045]
在帽部件61的气体导入路65的下端的下方，设置有用于使从气体导入路65释放的气体分散到处理空间s的分支板64。分支板64经由支承杆66固定在帽部件61。
[0046]
排气装置70对处理容器10的内部进行排气，形成所希望的减压气氛。排气装置70具有与排气管道15的排气口15b连接的排气配管72和与排气配管72连接的排气机构71，排气机构71具有涡轮分子泵、干式泵、压力控制阀、开闭阀等(均未图示)。在排气处理时，处理容器10内的气体经由隙缝15a到达排气管道15，从排气管道15用排气装置70的排气机构71经由排气配管72将其排出。在处理容器10内被设定为高压的处理时，例如仅用干式泵进行排气。另一方面，在处理容器10内被设定为低压的处理时，干式泵和涡轮分子泵一起进行排气。在处理容器10内设置有压力传感器(未图示)，能够基于压力传感器的检测值控制压力控制阀的开度，由此进行处理容器10内的压力控制。
[0047]
构成载置台装置50的载置台20具有第1板21和第2板22。在圆盘状的载置台20的侧
面，与第1板21具有微小的间隙地设置环状的密封部件28，该密封部件28覆盖第1板21的载置面21e的外周区域和侧面。密封部件28由氧化铝、石英等陶瓷形成。
[0048]
第1板21和第2板22具有由氮化铝(aln)等陶瓷材料、铝、镍合金等金属材料形成。在第1板21和第2板22由陶瓷材料形成的情况下，第1板21和第2板22成为烧结体。
[0049]
如图2放大所示，第1板21呈箱形的筒状，具有俯视时呈圆形的顶板21a和沿着顶板21a的轮廓的筒状的侧壁21b，在内侧具有非贯通凹部21c。在第1板21由陶瓷材料形成的情况下，顶板21a和筒状的侧壁21b通过烧结而形成为一体。第1板21例如作为静电吸盘发挥作用。
[0050]
第2板22是具有与第1板21的侧壁21b的内径相同或者大致相同的外径的、2个第3板23、24层叠而成的层叠体。
[0051]
在第1板21与第2板22之间配置有具有静电吸附功能的电极25，电极25通过钎焊安装在第1板21和第2板22的至少一者。此处，作为钎焊的焊料能够使用银、铜、锌、铝、钛、镍、它们的合金等。此外，虽然省略图示，但是电极25经由供电线与直流电源连接，在供电线设置有开关。在该开关被接通时，从直流电源对电极25施加直流电压，由此产生库伦力、约翰逊拉贝克力。于是，借助于上述库伦力、约翰逊拉贝克力，能够将晶片w静电吸附在作为静电吸盘的第1板21的载置面21e。
[0052]
另外，第2板22不由2个第3板23、24形成，而可以由一个第2板形成，也可以为3个以上的第3板的层叠体。此外，除了在第1板21与第2板22之间配置电极25的方式之外，还可以为在上述部件之间配置加热器等加热部的方式。
[0053]
在载置面21e配置有热电偶(未图示)等温度传感器，温度传感器时时监视载置面21e和晶片w的温度。该监视信息被即时发送到控制装置90，基于监视信息由控制装置90执行载置面21e和晶片w的温度调节控制。更具体而言，在控制装置90的内部保存与各种处理相应的载置面21e(和晶片w)的设定温度数据，执行第1加热部26的温度调节控制，以将载置面21e调节为设定温度。
[0054]
另一方面，在构成第2板22的2个第3板23、24之间配置加热器等第1加热部26，第1加热部26通过钎焊安装在2个第3板23、24的至少一者。此处，第1加热部26能够由钨、钼、镍、铬、钛、铅、银、铂、钯、它们的合金形成。此外，在第3板23、24的内部可以内置供从冷却器等供给的致冷剂流通的致冷剂流路(未图示)。
[0055]
在第1板21的非贯通凹部21c收纳有第2板22的状态下，在第1板21和第2板22的对应的位置分别设置供升降销31升降的贯通孔21d、22d。而且，通过将对应的贯通孔21d、22d连通，形成贯通载置台20的销孔20d。例如在图示例子中，示出了在载置台20形成2个销孔20d，在各销孔20d中升降销31升降的方式，但是销孔20d、升降销31的数量不限于图示例子。
[0056]
构成载置台装置50的升降销单元30包括多个(图示例子中为2个)的细长的升降销31和支承多个升降销31的支承部件33。在升降销31的中途位置设置有凸缘部32，升降销31中的比凸缘部32靠上方的部分被插入载置台20的销孔20d。如图2所示，升降销31中的比凸缘部32靠下侧的部分以可上下滑动的方式被插入支承部件33的插入孔(未图示)。此外，设定成升降销31中的比凸缘部32靠下侧的部分与靠上侧的部分的部分相比直径大，以稳定地支承从支承部件33向上方突出的上侧的部分。
[0057]
升降销31、凸缘部32、支承部件33均由例如氧化铝等陶瓷形成。例如能够例举出这
样的方式：在俯视时呈圆形的支承部件33中，在其周向上以具有相同间隔的方式3个或者4个升降销31可上下滑动地由支承部件33支承。在上述的方式中，在载置台20的对应的位置设置3个或者4个销孔20d。
[0058]
如图2所示，形成在载置台20的销孔20d具有比升降销31的直径大且比凸缘部32的直径小的内径。
[0059]
构成载置台装置50的升降单元40具有升降机41和通过升降机41升降及旋转的支承部件42。支承部件42被嵌合在构成升降销单元30的支承部件33的贯通孔33a，支承部件42的上端固定在载置台20(第3板24)的下表面。升降机41例如由马达、气缸或者它们的组合机构等形成。
[0060]
如图1所示，在处理容器10的底板12的中央开设开口12a，在开口12a插通有支承部件42。
[0061]
此处，升降销31的长度、凸缘部32的位置被设定成，在升降销单元30处于处理位置的状态下，满足以下的2个条件。其中一个条件为，升降销31的上端与载置台20的载置面21e相比不向上方突出。在图1和图2中，升降销31的上端与载置面21e大致一致。
[0062]
此外，另一个条件为，升降销31的上端与载置台20(第3板24)的下表面相比处于上方，升降销31的至少一部分被插入载置台20的销孔20d。
[0063]
如图1所示，在处理容器10的底板12的下方与升降机41之间配置有凸缘45，该凸缘45具有供支承部件42插通的贯通孔45a。而且，在凸缘45与底板12之间的支承部件42的周围，设置有将凸缘45和底板12连接的波纹管46。
[0064]
另外，在底板12中，在开口12a的侧方设置开设有其他开口12b。而且，设置有：在载置台20处于图1中的由双点划线表示的运送位置时，将升降销31的下端向上方推出的推出部件34；在推出推出部件34时进行驱动的升降机35；以及将升降机35和推出部件34连接的连接部件35a。推出部件34配置在底板12的上方，升降机35配置在底板12的下方，连接部件35a插通开口12b。而且，在底板12与升降机35之间的连接部件35a的周围，设置有将底板12和升降机35连接的波纹管36。
[0065]
在载置台20位于运送位置时，在升降机35不进行驱动的状态下，升降销31处于销孔20d的内部。另一方面，在利用运送装置(未图示)将晶片w运送到载置台20的载置面21e的上方位置时，升降机35进行驱动以将推出部件34向上方推顶。然后，由被推顶到上方的推出部件34将升降销31向上方推顶，由此升降销31的上端从载置面21e突出，将晶片w交接到多个升降销31。接着，升降机35进行驱动使推出部件34下降，由此将升降销31收纳在销孔20d的内部，在载置面21e载置晶片w。
[0066]
加热第1加热部26以加热载置台20，由排气装置70使处理容器10的内部成为所希望的减压气氛，由供给装置80对处理空间s供给处理气体等，由此，在晶片w的表面进行成膜处理等。此时，载置台20(的载置面21e)的温度被加热至例如300℃至800℃的程度。在加热该载置台20时，由于在载置台20开设有供升降销31升降的销孔20d，因此可能形成该销孔20d的周围与其他载置台20的其他区域相比温度变低的、所谓的低温部位(cold spot)。在载置面21e中，形成与其他区域相比温度相对较低的低温部位时，载置面21e的温度产生面内分布，难以实现载置在载置面21e的晶片w的温度的面内均匀性。
[0067]
因此，在载置台装置50中，在升降销31的内部设有加热升降销31的第2加热部55。
此处，第2加热部55由例如由电阻元件构成的加热器形成。虽然省略图示，但是，第2加热部55经由供电线与直流电源连接，供电线上设置有开关。当该开关被接通时，从直流电源对第2加热部55施加直流电压，用第2加热部55对升降销31进行加热。此外，与第1加热部26同样，第2加热部55例如也能够由钨、钼、镍、铬、钛、铅、银、铂、钯、它们的合金等形成。
[0068]
第2加热部55由电阻元件形成，由此，第2加热部55也作为温度传感器发挥作用，能够监视载置面21e中的销孔20d的周围的温度。由第2加热部55监视到的信息，与设置于载置面21e的上述其他温度传感器的监视信息同样被即时发送到控制装置90。在控制装置90中，对第1加热部26和第2加热部55进行温度调节控制，以使载置面21e的全部区域(包含销孔20d的周围的温度)成为设定温度。
[0069]
另一方面，图3所示的载置台装置50a具有以下结构：由导电体形成的第2加热部56埋设在升降销31，在升降销31的周围配置有筒部件57a，该筒部件57a埋设有金属制的线圈57b。此处，作为导电体的材料，能够例举碳、石墨(黑铅)等。此外，筒部件57a例如由氧化铝等陶瓷形成。
[0070]
虽然省略图示，但是，线圈57b经由供电线与高频电源连接。通过使高频电流流过线圈57b，在作为导电体的第2加热部56中由于电磁感应而产生感应电流(或者涡电流)。然后，利用由感应电流加热了的第2加热部56，对升降销31进行加热。即，图3所示的方式是通过感应加热对升降销31进行加热的方式。
[0071]
一般而言，与极细的电阻元件相比，导电体为相对地具有厚度的例如杆状的部件，因此容易埋入升降销31的内部，所以升降销31的制作性变得良好。
[0072]
另一方面，图4所示的载置台装置50b，与载置台装置50a同样地，由导电体形成的第2加热部56埋设于升降销31，但是，埋设有线圈57b的筒部件57a通过钎焊、螺纹固定而被固定在载置台20的下表面20a。
[0073]
另外，虽然省略图示，但是除了由导电体形成的第2加热部56埋设在升降销31的内部的方式之外，也可以为整个升降销31由导电体形成，由此整个升降销31为第2加热部的方式。即，如上所述，整个升降销31为第2加热部的方式，也包含于在升降销31的内部存在第2加热部的方式。
[0074]
控制装置90控制基片处理装置100的各构成装置，例如内置于载置台20的第1加热部26、内置于升降销31的第2加热部55、56、供给装置80、排气装置70等的动作。控制装置90具有cpu(central processing unit：中央处理器)、rom(read only memory：只读存储器)和ram(random access memory：随机存取存储器)。cpu按照保存于ram等存储区域的方案(处理方案)，执行规定的处理。在方案中，设定有与处理条件对应的基片处理装置100的控制信息。控制信息例如包含气体流量、处理容器10内的压力、处理容器10内的温度、作为静电吸盘的第1板21的载置面21e的温度、处理时间等。
[0075]
另外，方案和控制装置90使用的程序例如也可以存储在硬盘、光盘、磁光盘等中。此外，方案等也可以为在保存于cd-rom、dvd、存储卡等移动式的计算机可读取存储介质的状态下被安装到控制装置90并被读取的方式。控制装置90除此以外，还具有进行指令的输入操作等的键盘、鼠标等输入装置、将基片处理装置100的运行情况可视化显示的显示器等显示装置、以及打印机等输出装置之类的用户接口。
[0076]
依照基片处理装置100，升降销31内置对升降销本身和销孔20d周围的载置台20的
温度进行温度调节的第2加热部55、56，由此使载置面21e的全部区域不产生低温部位，能够面内均匀地进行加热。此外，在升降销31内置第2加热部55、56，因此制造效率高，能够抑制装置的制造成本增加。而且，第2加热部55兼用作温度传感器，由此，能够进一步提高抑制装置的制造成本增加的效果。
[0077]
[第2实施方式的载置台装置]
[0078]
下面，参照图5和图6，对第2实施方式的载置台装置的一个例子进行说明。此处，图5是表示构成基片处理装置的、第2实施方式的载置台装置的一个例子的纵截面图，图6是表示第2实施方式的载置台装置的另一个例子中的、升降销、导电体和线圈的相对关系的示意图。
[0079]
图示的载置台装置50c具有这样的结构：由电阻元件形成的第2加热部37b安装于升降销31的周围。
[0080]
在图示例子中，在凸缘部32的上方设置有包围升降销31的筒部件37a，在筒部件37a的内部内置有加热器等第2加热部37b。此处，筒部件37a例如由氧化铝等陶瓷形成。
[0081]
在载置台装置50c中，安装于升降销31的周围的第2加热部37b对升降销31进行加热，被加热了的升降销31对其周围的销孔20d进行加热。由此，能够使载置面21e的全部区域不产生低温部位，而面内均匀地加热。此外，通过在与升降销31分体的筒部件37a内置第2加热部37b，能够进一步提高制造效率，能够抑制装置的制造成本增加。
[0082]
另一方面，如图6所示，也可以为如下方式：在升降销31的周围配置例如由筒状的导电体形成的第2加热部56a，在第2加热部56a的周围配置线圈38。在图示例子的方式中，筒状的第2加热部56a和埋设线圈38的筒部件37a的这两者被固定在支承部件33的上表面。
[0083]
[第3实施方式的载置台装置]
[0084]
下面，参照图7，对第3实施方式的载置台装置的一个例子进行说明。此处，图7是表示构成基片处理装置的、第3实施方式的载置台装置的一个例子的纵截面图。
[0085]
图示的载置台装置50d具有以下结构：在和升降销31一起构成升降销单元30的支承部件33中的升降销31的周围，配置有由电阻元件形成的第2加热部39。
[0086]
在载置台装置50d中，配置于支承部件33中的升降销31的周围的第2加热部39经由支承部件33对升降销31进行加热，被加热了的升降销31对其周围的销孔20d进行加热。由此，能够抑制装置的制造成本增加，并且使载置面21e的全部区域不产生低温部位，而面内均匀地加热。
[0087]
此处，图示例子的第2加热部39由电阻元件形成，不过如图6所示，在支承部件33的内部，在接近升降销31的一侧配置例如由筒状的导电体形成的第2加热部56a，在第2加热部56a的周围配置线圈38。
[0088]
[第4实施方式的载置台装置]
[0089]
下面，参照图8，对第4实施方式的载置台装置的一个例子进行说明。此处，图8是表示构成基片处理装置的、第4实施方式的载置台装置的一个例子的纵截面图。
[0090]
图示的载置台装置50e具有如下结构：在构成载置台20的第1板21中的销孔20d的周围，配置有由电阻元件形成的第2加热部29。
[0091]
在载置台装置50e中，配置于第1板21中的销孔20d的周围的第2加热部29直接对销孔20d的周围进行加热，并且利用其辐射热来加热升降销31。由此，能够抑制装置的制造成
本增加，并且使载置面21e的全部区域不产生低温部位，而面内均匀地加热。
[0092]
此处，图示例子的第2加热部29由电阻元件形成，不过如图6所示，在第1板21的内部，在接近升降销31的一侧配置例如由筒状的导电体形成的第2加热部56a，在第2加热部56a的周围配置线圈38。
[0093]
另外，作为其他方式，虽然省略图示，但是也可以为如下方式：在载置台20的下表面的销孔20d的周围，对例如图4所示的筒部件通过钎焊或者螺纹固定等进行固定，在筒部件的内部埋设由电阻元件形成的第2加热部。
[0094]
也可以为，对于上述实施方式所例举的构成等，组合其他构成要素组合等的其他实施方式，而且本发明不限于此处所给出的构成。关于这点，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行改变，能够根据其应用方式适当地决定。例如，基片处理装置100可以为等离子体处理装置。具体而言，能够例举感应耦合型等离子体(inductive coupled plasma：icp)、电子回旋共振等离子体(electron cyclotron resonance plasma；ecp)。此外，能够例举微波激发等离子体(helicon wave plasma；hwp)、平行平板型等离子体(capacitively coupled plasma；ccp)等。