專利名稱：使用靜電卡盤的基板保持機構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如在半導(dǎo)體基板上實施CVD或蝕刻等處理的基板處理裝置及其制造方法。特別是本發(fā)明涉及一種在該基板處理裝置中使用為了保持基板而使用的靜電卡盤的基板保持機構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
用于半導(dǎo)體設(shè)備制造的工序由多個工序所組成。例如，作為用于在半導(dǎo)體晶片(以下稱為晶片)上形成電路結(jié)構(gòu)的主要工序有清洗晶片的清洗工序，形成金屬膜及絕緣膜的成膜工序，用光致抗蝕劑形成電線結(jié)構(gòu)的影印石版工序，蝕刻形成保護層結(jié)構(gòu)的晶片的蝕刻工序，注入其它雜質(zhì)的工序等。
例如，在上述蝕刻工序中使用等離子體的情況或在成膜工序中通過CVD裝置進行處理的情況下，將晶片搬入真空室內(nèi)，處理在該真空室內(nèi)進行。
在CVD裝置或蝕刻裝置中，為了在真空室內(nèi)保持被處理基板，使用靜電卡盤。
作為靜電卡盤，一般使用在卡盤本體和晶片之間設(shè)置有靜電吸附片的卡盤。上述卡盤本體由用于施加高頻電壓的導(dǎo)體構(gòu)成，另一方面，上述靜電吸附片，例如可以是作為絕緣層的2張聚酰亞胺片之間夾雜銅等導(dǎo)電片的東西，并具有柔軟性(例如，參照日本特開平5-200640號公報)。
此外，作為靜電卡盤，已知有在靜電吸附片上例如通過噴鍍，形成用于保護靜電吸附片的陶瓷保護膜的結(jié)構(gòu)。但是在這樣的結(jié)構(gòu)中，由于在基板處理中晶片被吸附/保持在陶瓷膜上，所以容易產(chǎn)生陶瓷膜的剝落，剝落的陶瓷粘在晶片等問題。因此，最近使用不是噴鍍，而是使用粘結(jié)劑在靜電吸附片上接合板狀燒結(jié)陶瓷板而設(shè)置的結(jié)構(gòu)。
但是，在用粘結(jié)劑將板狀燒結(jié)的陶瓷板接合于靜電吸附片的目前結(jié)構(gòu)的CVD裝置或蝕刻裝置中，例如在使用氧系或氟系等離子體的情況下，會產(chǎn)生通過等離子體上述粘結(jié)劑腐蝕的問題。如果產(chǎn)生這樣的腐蝕，則聚酰亞胺等靜電吸附片或陶瓷板剝落，產(chǎn)生粒子。此外，通過粘結(jié)劑腐蝕，使靜電卡盤的壽命縮短。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明主要目的在于，解決上述問題，提供一種新的有用的基板保持機構(gòu)及其制造方法及具有該基板保持機構(gòu)的基板處理裝置。
本發(fā)明的更具體些的課題為，提供一種在具有用粘結(jié)劑將陶瓷板固定于靜電吸附片的結(jié)構(gòu)的基板保持機構(gòu)中，在防止上述粘結(jié)劑的腐蝕、謀求長壽命化的同時，提供一種可以減輕起塵的基板保持機構(gòu)及其制造方法，及具有該基板保持機構(gòu)的基板處理裝置。
本發(fā)明的另一課題是提供一種基板處理裝置，其具有具有表面和以外周面劃成的突起部的、用于保持基板的栽置臺，所述突起部以圍繞上述表面預(yù)定區(qū)域的方式連續(xù)形成，病愈具有高度大于上述表面的上面；在上述表面上，在由上述突起部圍繞的區(qū)域內(nèi)設(shè)置的、以靜電作用吸附基板的靜電吸附板；具有側(cè)面，并且設(shè)置在上述靜電吸附板上，同時其一部分與上述上面相對的、保護上述靜電吸附板的第一保護部件；至少設(shè)置在上述靜電吸附板和上述第一保護部件之間的、接合上述靜電吸附板和上述第一保護部件的粘結(jié)劑層，至少以上述粘合劑層不被隱藏起來的方式覆蓋上述外周面和上述側(cè)面的第二保護部件。
根據(jù)本發(fā)明，吸附板被裝載于在載置臺表面突起部上被圍成的區(qū)域內(nèi)，并用粘結(jié)劑將第一保護部件接合在該吸附板上。此外，以覆蓋上述突起的外周面和上述第一保護部件的側(cè)面的方式設(shè)置第二保護部件。由此，上述粘結(jié)劑層被保護于等離子體或腐蝕性環(huán)境外，防止了上述粘結(jié)劑層的腐蝕。其結(jié)果為，能夠抑制起塵，而且謀求基板處理裝置的長壽命化。特別是通過設(shè)置突起部保護上述粘結(jié)劑層，而且通過用第二保護層覆蓋突起部的外周面和第一保護部件的側(cè)面，進而可靠地保護上述粘結(jié)劑層。本發(fā)明中上述第二保護部件，不必覆蓋該外周面的全部和該側(cè)面的全部，由于其至少以上述第一保護部件和上述突起部的相對的部分隱藏起來的方式覆蓋第二保護部件，所以很充分。
在本發(fā)明的一個實施方式中，上述第二保護部件是通過噴鍍形成的保護膜。通過使用噴鍍，能夠容易地形成上述第二保護部件。在粘結(jié)劑層外露的地方用噴鍍形成第二保護部件的情況下，雖然存在因該噴鍍熱使粘結(jié)劑層碳化的危險，但根據(jù)本發(fā)明，由于設(shè)置有上述突起部，所以即使用噴鍍在上述突起部的外周面形成第二保護部件，也不會發(fā)生粘結(jié)劑層碳化等問題。
在本發(fā)明的另一實施方式中，上述載置臺和上述第一保護部件的熱膨脹率被設(shè)定得大體相同。在熱膨脹系數(shù)不同的情況下，在通過噴鍍形成第二保護部件時，若載置臺及第一保護部件中的任意一個比另一個膨脹大一些，則第二保護部件有破損的危險。通過使膨脹系數(shù)大體相同，能夠避免這樣的問題。優(yōu)選上述第一保護部選由陶瓷所構(gòu)成，上述載置臺優(yōu)選由含有鋁、鈦、鉬或鎢的陶瓷構(gòu)成。
在本發(fā)明的另一實施方式中，雖然在上述第一保護部件和上述突起部之間產(chǎn)生間隙，但上述間隙被設(shè)定成10μm～30μm的大小，上述突起部的上面的寬度被設(shè)定成為50μm～150μm的大小。即，在上述間隙的大小為10μm～30μm的情況下，為了使突起部的高寬比為5以上，上述突起部的上面的寬度優(yōu)選為50μm～150μm。通過使上述高寬比為5以上，在上述間隙為10μm～30μm的情況下，即使通過噴鍍形成上述第二保護部件，該噴鍍的噴流也不會到達位于突起部內(nèi)部的粘結(jié)劑層。
在本發(fā)明的前一實施方式中，貫通上述第一保護部件、上述吸附板及上述載置臺而形成第一溝槽，在上述第一溝槽內(nèi)設(shè)置有用于相對該第一溝槽能夠升降、進行基板的交接的銷。而且，在上述第一溝槽內(nèi)，以使上述粘結(jié)劑層隱藏的方式設(shè)置的第三保護部件。通常，在該載置臺上形成貫通至上述第一保護部件的第一通孔，且在該第一通孔內(nèi)插通基板交接用的銷。在本發(fā)明中，為了避免在該第一通孔內(nèi)粘結(jié)劑外露，至少用第三保護部件覆蓋該露出部分。由此，即使等離子體侵入通孔，也能夠保護粘結(jié)劑層。這里的所謂“相對的”可以指銷的升降，也可以指載置臺的升降。
在本發(fā)明的另一形式中，使用通過噴鍍形成的保護膜作為上述第三保護部件。通過噴鍍，可以容易地形成該第三保護部件。
在本發(fā)明的另一形式中，上述第一保護部件和上述靜電吸附板各自具有由上述第一通孔形成的第一孔與第二孔，將上述第二孔的大小設(shè)定為小于上述第一孔的大小。由此，在通過噴鍍形成上述第三保護部件時，防止例如從含有靜電吸附板的吸附片和第一保護部件間的間隙，流入因噴鍍產(chǎn)生噴流，粘結(jié)劑層碳化的問題。
在本發(fā)明的另一形式中，形成貫通上述第一保護部件、上述吸附板及上述載置臺的第二通孔，還設(shè)置有至少在上述第二通孔內(nèi)流動向上述基板進行熱傳導(dǎo)用氣體的氣體供給部，和設(shè)置于上述第二通孔內(nèi)的、以使上述粘結(jié)劑層隱藏的方式設(shè)置的第四保護部件。通常，在載置臺上形成貫通至上述第一保護部件的第二通孔，并在該第二通孔內(nèi)，例如流入用于從載置臺向基板進行熱傳導(dǎo)的氣體。在本發(fā)明中，為了避免該第二通孔內(nèi)粘結(jié)劑層的外露，至少使用第一保護部件覆蓋該露出部分。由此，即使等離子體進入第一通孔，也可以保護上述粘結(jié)劑層。在載置臺上設(shè)置的第二通孔，可以不必貫通至該載置臺的下面，也可以向載置臺的側(cè)面貫通。
在本發(fā)明的另一形式中，上述第四保護部件是由通過噴鍍形成的保護膜構(gòu)成。由此，可以容易地形成第四保護部件。
在本發(fā)明的另一形式中，上述第一保護部件和上述吸附板分別具有通過上述第二通孔形成的第三孔與第四孔，且上述第四孔的大小小于第三孔的大小。由此，在通過噴鍍形成上述第四保護部件時，能夠回避例如從包含吸附板的吸附片和第一保護部件之間，流入因噴鍍產(chǎn)生的噴流，粘結(jié)劑層碳化的問題。
本發(fā)明的另一基板處理裝置具備具有第一側(cè)面，載置基板的載置臺；在上述表面上設(shè)置的，用于通過靜電作用吸附基板的吸附板；具有第二側(cè)面，在上述吸附板上設(shè)置的保護上述吸附板的第一保護部件；至少在上述吸附板和上述第一保護部件之間設(shè)置的接合上述吸附板和上述第一保護部件的第一粘結(jié)劑層；以使上述第一粘結(jié)劑層隱藏的方式設(shè)置的第二粘結(jié)劑層。
在本發(fā)明中，由于以使上述第一粘結(jié)劑層隱藏的方式設(shè)置第二粘結(jié)劑層，所以能夠保護上述第一粘結(jié)劑層不受等離子體的影響，并且可以防止上述第一粘結(jié)劑層的腐蝕。由此，可以抑制發(fā)塵，同時謀求基板處理裝置的長壽化。
在本發(fā)明的另一形式中，上述第二粘結(jié)劑層含有硅。在使用含有硅的粘結(jié)劑層作為上述第二粘結(jié)劑層的情況下，例如，如果等離子體是氧系的等離子體，則由于上述第二粘結(jié)劑層即使被等離子體氧化也僅生成氧化硅，所以第二粘結(jié)劑層的等離子體耐性不會成為問題。
在本發(fā)明的另一形式中，上述第二粘結(jié)劑層，以覆蓋上述第一側(cè)面與上述第二側(cè)面的方式，至少被設(shè)置在接合上述靜電吸附板與第一保護部件的高度的位置。通過在這樣的高度設(shè)置第二粘結(jié)劑層，能夠使上述第一粘結(jié)劑層與等離子體隔離。此外，由于這樣僅從第一側(cè)面和第二側(cè)面涂敷第二粘結(jié)劑層，所以能夠極為容易地制作該基板保持機構(gòu)。
在本發(fā)明的另一形式中，還具有以覆蓋上述第二粘結(jié)劑層的方式設(shè)置的聚酰亞胺部件。由此，能夠進一步提高上述第一粘結(jié)劑層的對離子體的耐久性。
在本發(fā)明的另一形式中，上述第二粘結(jié)劑層被以圍繞上述第一粘結(jié)劑層的方式設(shè)置在上述載置臺和上述吸附板之間，接合上述載置臺和上述吸附板。在本發(fā)明中，上述第二粘結(jié)劑層兼有接合載置臺和吸附板的功能和保護上述第一粘結(jié)劑層不受等離子體影響的功能，所以甚為有效。
在本發(fā)明的另一形式中，貫通上述第一保護部件、上述吸附板及上述載置臺而形成第一通孔，在上述第一通孔內(nèi)設(shè)置有其被對應(yīng)上述第一通孔能夠相對升降、并進行基板的交接的銷，還在上述第一通孔內(nèi)，以使上述第一粘結(jié)劑層隱藏的方式設(shè)置有第三粘結(jié)劑層。該第三粘結(jié)劑層中可以含有硅。此外，也可以使上述第二粘結(jié)劑層和第三粘結(jié)劑層通過同一種材料構(gòu)成。
在本發(fā)明的另一形式中，貫通上述第一保護部件、上述吸附板及上述載置臺而形成第二通孔，還在上述第二通孔設(shè)置有，至少在上述第二通孔內(nèi)流動向上述基板進行熱傳導(dǎo)氣體的氣體供給部，和以使上述第一粘結(jié)劑層隱藏的方式設(shè)置的第四粘結(jié)劑層。該第四粘結(jié)劑層可以含有硅，而且可以使上述第二粘結(jié)劑層、第三粘結(jié)劑層及第四粘結(jié)劑層通過同一種材料構(gòu)成。
本發(fā)明的基板保持機構(gòu)的制造方法具有表面和以外周面劃成的突起部的、用于保持基板的載置臺，所述突起部在所述表面上以圍繞上述表面的預(yù)定區(qū)域的方式連續(xù)形成，并具有比上述表面的高度高的上面；通過以上述突起部圍成的內(nèi)側(cè)在上述表面上設(shè)置，用于通過靜電作用吸附基板的靜電吸附板；該極板處理裝置的制造方法具備以下工序(A)通過粘結(jié)劑，將具有側(cè)面的第一保護部件以使其一部分與上述上面相對的方式接合于上述靜電吸附板上的工序；(B)將保護上述粘結(jié)劑層的第二保護部件，至少以使上述粘結(jié)劑層隱藏的方式覆蓋上述外周面與上述側(cè)面的工序。
根據(jù)本發(fā)明，例如能夠保護上述粘結(jié)劑不受等離子體的影響，并能夠防止粘結(jié)劑的腐蝕。由此，能夠抑制粒子的發(fā)生。而且謀求了基板處理裝置的長壽命化。特別是通過設(shè)置突起部保護粘結(jié)劑，還通過用第二保護層覆蓋突起部的外周面和第一保護部件的側(cè)面，確實的保護了粘結(jié)劑。


圖1是本發(fā)明的一個實施方式中等離子體蝕刻裝置的截面圖。
圖2是分解表示載置臺、靜電吸附片、保護部件的立體圖。
圖3是圖1中虛線A所示部分的擴大截面圖。
圖4是圖1中虛線B所示部分的擴大截面圖。
圖5是圖1中虛線C所示部分的擴大截面圖。
圖6是表示另一實施方式中基板處理裝置的主要部分的截面圖。
圖7是表示另一實施方式中基板處理裝置的主要部分的截面圖。
圖8是表示另一實施方式中基板處理裝置的主要部分的截面圖。
圖9是表示另一實施方式中基板處理裝置的主要部分的截面圖。
具體實施例方式
下面根據(jù)

本發(fā)明的實施方式。
圖1是本發(fā)明的一個實施方式中等離子體蝕刻裝置的截面圖。
圖1的等離子體蝕刻裝置具有真空室12；在上述真空室12內(nèi)用于保持晶片W的工作臺6；用于在上述真空室12內(nèi)，在與電場垂直的方向上形成磁場的比如磁體8；用于在上述真空室12內(nèi)發(fā)生等離子體的射頻RF(radio frequency)電源10。
上述真空室12兼用于容器壁。
在上述真空室12上設(shè)置有排氣口16，上述排氣口16上連接有真空泵17。能夠通過上述真空泵17，將真空室12內(nèi)的壓力減少到1～100Pa的程度。而且，在上述真空室12上還設(shè)置有用于供給蝕刻氣體的氣體導(dǎo)入口18。在上述氣體導(dǎo)入口18處，通過供給管22連接有能夠供給例如氧系氣體、氟系氣體、氯系氣體等蝕刻氣體的蝕刻氣體供給部19。蝕刻氣體也用于作為清潔真空室12內(nèi)的清潔氣體。
工作臺6通過由耐熱材料，例如陶瓷所形成的電氣絕緣部20而被設(shè)置于上述真空室12內(nèi)。上述真空室12和上述工作臺6被電氣絕緣，且上述工作臺6具有構(gòu)成下部電極的載置臺32。上述載置臺32，例如由含有鋁、鈦、鉬、或鎢的陶瓷所構(gòu)成。如后面上述，以與保護部件41的熱膨脹系數(shù)大體相同的方式選擇這些材料。上述載置臺32通過導(dǎo)線33、電容器35連接于RF電源10。此外，上述真空室12構(gòu)成上部電極，且通過導(dǎo)線36接地。這些電極被以構(gòu)成平行平板電極的方式配置。
如圖2所示，在上述載置臺32的上部，沿其外周圓環(huán)狀地形成突起部15。換言之，該載置臺32在其上部形成凹部。在以上述突起15所圍成的內(nèi)側(cè)(凹部)，以嵌入載置臺32的表面32a的方式設(shè)置有用于靜電吸附晶片W的靜電吸附片40。而且，像在靜電吸附片40上，以覆蓋上述靜電吸附片40的方式設(shè)置有保護靜電吸附片40的保護部件41。上述保護部件41例如由燒結(jié)陶瓷所構(gòu)成，晶片W被載置于該保護部件41上。通過使用燒結(jié)陶瓷作為上述保護部件41，即使吸附晶片W，也能夠防止陶瓷的剝落與粒子的發(fā)生。另外，為了在載置臺32上進行晶片W的溫度調(diào)節(jié)，形成循環(huán)冷卻流體等的流體通路24。
在上述載置臺32上，例如形成3個貫通上述載置臺32的第一通孔26。以與這些通孔26相對應(yīng)的方式，在靜電吸附片40上形成孔40a，也在保護部件41上形成孔41a。如圖1所示，在該通孔26、孔40a、孔41a中，例如插入3根銷27。這些銷27例如可以通過使用汽缸或滾珠絲杠副等驅(qū)動裝置28構(gòu)成能夠上下升降地構(gòu)成。由此，能夠在蝕刻裝置1和外部之間進行晶片W的交接。
而且，在載置臺32、靜電吸附片40及保護部件41上分別形成貫通它們的第二通孔29。在該第二通孔29處，從氦氣供給部30供給氦氣。氦氣是熱傳導(dǎo)用氣體，在靜電卡盤22和晶片W之間，例如以成為10托(Torr)(1.33×103Pa)的壓力的方式被填充。由此，能夠使晶片W和靜電卡盤22之間的溫度差抑制在5℃以下。作為熱傳導(dǎo)氣體并不限于氦氣，也可以是氖氣(Ne)、氬氣(Ar)等。而且，還可以使用該氦氣，作為在等離子體處理中用于防止載置臺32和保護部件41之間的放電的氣體。
如圖1所示，上述靜電吸附片40具有作為靜電吸附板的導(dǎo)電性片45。上述導(dǎo)電性片45例如由銅所構(gòu)成。上述導(dǎo)電性片45與導(dǎo)線65電氣連接，該導(dǎo)線65與直流電源67連接。由此，通過導(dǎo)線從直流電源67向?qū)щ娦云?5施加例如2KV的直流電壓。另外，載置臺32上所設(shè)置的第三通孔42是用于通過該導(dǎo)線65的孔。導(dǎo)電性片45例如具有10μm的厚度。聚酰亞胺片例如具有25μm的厚度。
磁體8具有在真空室12內(nèi)的電極之間形成例如平行于晶片W的表面的水平磁場的功能。例如，磁體8具有水平設(shè)置的支撐部件37，支撐于支撐部件37上永久磁鐵38和轉(zhuǎn)動他們的馬達39。
圖3是圖1中虛線A所示部分的擴大截面圖。
參照圖3，上述靜電吸附片40例如通過粘結(jié)劑層47與載置臺32的表面32a(參照圖2)連接。上述靜電吸附片40在下層具有作為絕緣體的聚酰亞胺片46，在該聚酰亞胺片上46連接以粘結(jié)劑41覆蓋其的上述導(dǎo)電性片45。此外，通過上述粘結(jié)劑44，靜電吸附片40與保護部件41接合。上述保護部件41在該保護部件41的周圍部分，通過與上述突起15的上面15a之間所形成的間隙，與上述上面15a相對。但是，該間隙并非積極地設(shè)置。即，實際上在保護部件41通過靜電吸附片40與載置臺的突起15相接合時，不可避免地會形成小的間隙d。例如在上述間隙d的大小(間隙距離)為10μm～30μm的情況下，上述突起部的上面15a的寬度e例如為50μm～150μm。另外，為了使該間隙隱藏，例如設(shè)置有通過噴鍍形成的保護陶瓷25。總之，保護陶瓷25被以與真空室12內(nèi)的處理空間隔離粘結(jié)劑44、47等的方式設(shè)置。具體地說，保護陶瓷25被以覆蓋突起部的外周面15b和保護部件41的側(cè)面31c的方式環(huán)狀地形成。
在上述間隙d的大小為10μm～30μm的情況下，為了使上述突起部15的高寬比為5以上，使上述上面15a的寬度為50μm～150μm。這里使上述高寬比為5以上，原因在于在間隙d的大小為10μm～30μm、通過噴鍍形成保護陶瓷25的情況下，使該噴鍍的射流不能到達粘結(jié)劑層44、47。若噴鍍的射流到達粘結(jié)劑層44、47，則粘結(jié)劑層有碳化的危險性。
在本實施方式中，由于設(shè)置有保護陶瓷25，所以能夠保護粘結(jié)劑層44、47不受等離子體的影響，從而能夠防止粘結(jié)劑層44、47的腐蝕。此外，還能夠抑制由此引起的粒子的發(fā)生，即可以抑制發(fā)塵。另外，通過設(shè)置保護陶瓷25，還能夠謀求這樣的靜電卡盤或使用靜電卡盤的蝕刻裝置1的長壽命化。
在本實施方式中，如前面已經(jīng)說明的那樣，在載置臺32上特別設(shè)置突起部15，在上述突起部15的內(nèi)部設(shè)置包含粘結(jié)劑44的靜電吸附片40。由此保護粘結(jié)劑層44、47，并且通過使用保護陶瓷25覆蓋突起部15的外周面15b和保護部件41的側(cè)面41c，可靠地保護粘結(jié)劑層44、47。
在本實施方式中，由于保護陶瓷25采用噴鍍，所以能夠容易地形成。例如在粘結(jié)劑層44、47露出的處用噴鍍形成保護陶瓷25的情況下，發(fā)生由通過該熱使粘結(jié)劑層碳化的問題?？墒牵捎诟鶕?jù)本實施方式，設(shè)置了突起部15，且在其外周面15b通過噴鍍形成了保護陶瓷25，所以不會產(chǎn)生粘結(jié)劑層44、47碳化的問題。
在本實施方式中，如上所述，使載置臺32的材料的熱膨脹系數(shù)與保護部件41的材料的熱膨脹系數(shù)大體相同。在熱膨脹系數(shù)不同的情況下，在通過噴鍍形成保護陶瓷25時，上述載置臺32及保護部件41中任意一方的膨脹大于另一方的膨脹，故通過噴鍍形成的保護陶瓷25存在破損的危險。而熱膨脹系數(shù)大體相同，就能夠避免這一問題。
圖4是圖1中虛線B所示部分的擴大截面圖。該圖放大表示了插入銷27的第一通孔26。
參照圖4，在上述第一通孔26中例如設(shè)置由絕緣體構(gòu)成套管52。在上述保護部件41的孔41a中設(shè)置有通過噴鍍形成的保護陶瓷50。具體地，保護陶瓷50以隱藏靜電吸附片40中所包含的粘結(jié)劑層44、47的方式在孔41a的內(nèi)壁面上形成環(huán)狀。由此，能夠保護粘結(jié)劑層44、47不受因很小的間隙f而流入的等離子體的影響。該保護陶瓷50可以使用與上述保護陶瓷25相同的材料。
此外，在靜電吸附片上開設(shè)的40孔40a的直徑大于在保護部件41上開設(shè)的孔41a的直徑。具體地，與上述相同，間隙f的高寬比優(yōu)選為5以上。由此，在通過噴鍍形成保護陶瓷50時，能夠防止通過噴鍍的射流從間隙f的流入，使粘結(jié)劑層44、47的碳化。
圖5是圖1中虛線C所示部分的擴大截面圖。該圖放大表示了供給氦氣的第二通孔29。
參照圖5，在上述第二通孔29內(nèi)以在保護部件41和載置臺32之間夾入的方式設(shè)置有過濾器57。該過濾器57是用于在等離子體處理中防止保護部件41與載置臺32之間放電的部件。在保護部件41孔41b中設(shè)置有通過噴鍍形成的保護陶瓷層55。具體地，保護陶瓷層55以隱藏靜電吸附片40中包含的粘結(jié)劑層44、47的方式，在上述孔41b的內(nèi)壁面上形成環(huán)狀。由此，能夠保護粘結(jié)劑層44、47不受因很小的間隙g流入的等離子體的影響。該保護陶瓷55可以使用與上述保護陶瓷25、50相同的材料。
此外，在靜電吸附片上開設(shè)的40孔40b的直徑大于在保護部件41上開設(shè)的孔41b的直徑。具體地，與上述同樣，間隙f的高寬比優(yōu)選為5以上。由此，在通過噴鍍形成保護陶瓷50時，能夠防止發(fā)生通過噴鍍的射流從間隙f的流入，使粘結(jié)劑層44、47的碳化的問題。
接下來，說明這樣結(jié)構(gòu)的等離子體蝕刻裝置1的動作。
首先，如果銷27上升到既定的交接位置，則外部的搬送裝置通過設(shè)置于真空室12的閘閥(未圖示)將晶片載置于銷27上。若上述搬送裝置從真空室12出來，則閘閥關(guān)閉、真空泵17開動，使真空室12內(nèi)的壓力減小至既定壓力，例如是1～100Pa。另一方面，上述銷27下降，其結(jié)果為上述晶片W載置于上述工作臺6上的保護部件41上。另外，若上述真空室12減壓到既定的壓力，就從蝕刻氣體供給部19通過氣體導(dǎo)入口18向真空室12內(nèi)導(dǎo)入蝕刻氣體19。
在該狀態(tài)下，從RF電源10，在上部電極12和下部電極32之間加載例如13.56MHz的高頻電力，并通過馬達39永久磁鐵38轉(zhuǎn)動，則在電極間形成磁場。其結(jié)果為，通過電極間存在的電子進行氣旋運動、電子與蝕刻氣體的沖撞，使分子電離并離子化，等離子體產(chǎn)生。產(chǎn)生的等離子體，與保持在下部電極32上的晶片W的上面相作用，在晶片W的表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并進行所希望的化學(xué)蝕刻。
在上述上部電極12和下部電極32之間發(fā)生上述等離子體的情況下，上述晶片通過產(chǎn)生的等離子體與上部電極導(dǎo)通，其結(jié)果為，在上述晶片上積蓄負電荷。因此，積蓄了正電荷的靜電吸附片和晶片之間的庫侖力增加，進而提高靜電卡盤的吸附力。即，在該結(jié)構(gòu)中，僅在等離子體發(fā)生期間，晶片被靜電吸附于工作臺6。
若等離子體處理結(jié)束，則排出真空室12內(nèi)的氣體，并導(dǎo)入比如惰性氣體，使真空室12內(nèi)成為常壓。此外，支撐晶片的銷27上升，這樣做被抬起的晶片W經(jīng)過閘閥且并通過外部搬送裝置，進而被取出。
在該工序之后，閘閥再次關(guān)閉，上述真空室12減壓至既定的壓力。且從上述蝕刻氣體供給部19供給清潔氣體，同樣通過產(chǎn)生等離子體，對上述真空室12內(nèi)進行清潔處理。
在本實施方式中，如上所述，由于分別在第一通孔26、第二通孔29中設(shè)置有保護陶瓷層50、55，所以能夠在真空室12內(nèi)以沒有晶片的狀態(tài)進行清潔處理。目前，在這樣的通孔內(nèi)未形成本實施方式的保護陶瓷層50、55。所以，目前在清潔處理時，需要例如將虛擬晶片保持在工作臺6上，通過隱藏該通孔，保護通孔內(nèi)露出的粘結(jié)劑層不受等離子體的影響。與此相比，在本實施方式中，能夠不使用該虛擬晶片而進行清潔處理。由此，能夠減少從蝕刻處理結(jié)束至將虛擬晶片搬入真空室12的時間，從而使基板處理的生產(chǎn)能力大大提高。
例如，根據(jù)本發(fā)明，在結(jié)束一片的晶片的蝕刻處理，至下一片晶片搬入上述真空室12之間能夠進行清潔處理。
圖6、圖7、圖8及圖9是表示另一實施方式中靜電卡盤的主要部分的放大截面圖。這些圖中所示的部分，與上述實施方式中圖3所示的部分相對應(yīng)。
參照圖6，在本實施方式的靜電卡盤中，在載置臺132上通過粘結(jié)劑層147接合聚酰亞胺片146，在其上通過粘結(jié)劑層144設(shè)置有導(dǎo)電片145。以圍繞包含這樣的靜電吸附片的粘結(jié)劑層149的方式，形成其他的粘結(jié)劑層71。由此，通過粘結(jié)劑層149和粘結(jié)劑層71，使由陶瓷所構(gòu)成的保護部件141接合在上述載置臺132上。由于上述粘結(jié)劑層71例如含有硅，所以優(yōu)選使用對于氧系等離子體具有較高的耐久性的粘結(jié)劑層。如果通過別的氣體產(chǎn)生等離子體，就可以使上述粘結(jié)劑層71中含有對該氣體具有耐久性的物質(zhì)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，也能夠保護粘結(jié)劑層144、147不受等離子體的影響。由此，能夠防止粒子的發(fā)生，進而謀求基板處理裝置的長壽命化。
圖7所示的靜電卡盤，是在圖6所示的靜電卡盤上添加了突起部215所得到零件。在該突起部215的內(nèi)側(cè)設(shè)置有與上述同樣的粘結(jié)劑層240，并以圍繞粘結(jié)劑層249的方式形成其他粘結(jié)劑層271。由于上述粘結(jié)劑層271也是例如含有硅的粘結(jié)劑，所以其對氧系等離子體也具有較高的耐久性。如果是其他氣體所產(chǎn)生的等離子體，就可以在上述粘結(jié)劑層271中含有對該氣體具有耐久性的物質(zhì)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于在突起部215的內(nèi)側(cè)設(shè)置有粘結(jié)劑層271，所以能夠保護粘結(jié)劑層144、147不受等離子體的影響，同時也能夠進一步提高粘結(jié)劑層271自身的耐久性。而且，謀求比圖6所示的裝置更高的長壽命化。
圖8所示的靜電卡盤在載置臺332的臺階部334上，通過粘結(jié)劑層349貼附有保護部件341。而且以隱藏上述粘結(jié)劑層349的方式使其他粘結(jié)劑層371貼附成環(huán)狀。具體地，其被貼附于保護部件341的側(cè)面342、粘結(jié)劑層349的側(cè)面350和臺階部334的側(cè)面333。由于上述粘結(jié)劑層371是例如含有硅的粘結(jié)劑，所以具有對氧系等離子體的較高的耐久性。如果通過其他氣體產(chǎn)生的等離子體，則可以在上述粘結(jié)劑層271中含有對該氣體具有耐久性的物質(zhì)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，也能夠保護粘結(jié)劑層349不受等離子體的影響，由此，能夠防止粒子的發(fā)生，從而謀求裝置的長壽命化。
圖9所示的靜電卡盤，以圍繞圖8所示的粘結(jié)劑層371的方式帖附聚酰亞胺帶372。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，也能夠保護粘結(jié)劑層349不受等離子體的影響。由此，能夠防止粒子的發(fā)生，從而謀求比圖8所示的裝置更加長壽命化。
而且，在圖6～圖9所示的靜電卡盤中，由于不進行上述實施方式中說明的噴鍍，所以沒有必要吻合載置臺和保護部件的熱膨脹系數(shù)。即使是熱膨脹系數(shù)不同，由于粘結(jié)劑層71、271、371具有柔軟性，所以沒有發(fā)生破損的危險性。
本發(fā)明并非僅限于上述實施方式，也可以進行各種變更。
例如雖然在上述實施方式中說明的是蝕刻裝置，但如果是適用于CVD裝置等使用等離子體的裝置、本發(fā)明也可以適用。
還可以使用其它的粘結(jié)劑層取代插入交接晶片用的銷的第一通孔26(參照圖4)和供給氣體用的第二通孔29(參照圖5)的保護陶瓷層50、55。作為其它的粘結(jié)劑層，可以使用與圖6～圖9的實施方式中所使用的其它粘結(jié)劑層71、271、371等相同的粘結(jié)劑。
而且，在圖6～圖9所示的實施方式中未圖示的銷用通孔、氣體用的通孔內(nèi)，也可以設(shè)置與圖4、圖5所示同樣的陶瓷保護層，也可以使用與其它粘結(jié)劑層71、271、371等相同的粘結(jié)劑。
如以上的說明，根據(jù)本發(fā)明，在基板處理裝置中所使用的包含粘結(jié)劑層的基板保持臺中，能夠謀求防止該粘結(jié)劑層的腐蝕、抑制發(fā)塵、及基板處理裝置的長壽命化。
權(quán)利要求
1.一種基板保持機構(gòu)，其特征在于，具備具有表面和以外周面劃成的突起部的、用于保持所述處理基板的載置臺，所述突起部在所述表面上以圍繞所述表面上預(yù)定區(qū)域而連續(xù)形成、并具有由比所述表面高的高度的上面；在所述表面上，在所述突起部圍繞的區(qū)域內(nèi)設(shè)置的用靜電作用吸附基板的靜電吸附板；具有側(cè)面的，并在所述靜電吸附板上設(shè)置的同時其一部分與所述上面相對的、保護所述靜電吸附板的第一保護部件；至少在所述靜電吸附板和所述第一保護部件之間設(shè)置的、接合所述靜電吸附板和所述第一保護部件的粘結(jié)劑層；至少以隱藏所述粘結(jié)劑層的方式覆蓋所述外周面和所述側(cè)面的第二保護部件。
2.如權(quán)利要求1所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，所述第二保護部件是通過噴鍍形成的膜。
3.如權(quán)利要求1所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，所述載置臺和所述第一保護部件的熱膨脹系數(shù)大體相同。
4.如權(quán)利要求1所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，所述第一保護部件由陶瓷構(gòu)成，所述載置臺為陶瓷含有鋁、鈦、鉬或鎢。
5.如權(quán)利要求1所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，在所述第一保護部件和所述突起部之間設(shè)置間隙，所述間隙具有10μm～30μm的大小，所述突起部的上面的寬度是50μm～150μm。
6.如權(quán)利要求1所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，具備貫通所述第一保護部件、所述吸附板及所述載置臺的第一通孔；在所述第一通孔內(nèi)，對于該第一通孔可相對升降地設(shè)置的用于進行基板的交接的銷；在所述第一通孔內(nèi)設(shè)置的，以使所述粘結(jié)劑層隱藏的方式設(shè)置的第三保護部件。
7.如權(quán)利要求6所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，所述第三保護部件是通過噴鍍形成的膜。
8.如權(quán)利要求7所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，所述第一保護部件和所述吸附板分別具有構(gòu)成所述第一通孔的第一孔和第二孔，所述第二孔的大小大于所述第一孔的大小。
9.如權(quán)利要求1所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，還具備貫通所述第一保護部件、所述吸附板及所述載置臺的第二通孔；至少通過所述第二通孔，流動向所述基板進行熱傳導(dǎo)的氣體的氣體供給部；在所述第二通孔設(shè)置的，以使所述粘結(jié)劑層隱藏的方式設(shè)置的第四保護部件。
10.如權(quán)利要求9所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，所述第四保護部件是通過噴鍍形成的膜。
11.如權(quán)利要求10所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，所述第一保護部件和所述吸附板分別具有構(gòu)成所述第二通孔的第三孔與第四孔，所述第四孔的大小大于所述第三孔的大小。
12.一種基板保持機構(gòu)，其特征在于，具備具有第一側(cè)面，用于保持被處理基板的載置臺；在所述表面上設(shè)置的，用靜電作用吸附基板的靜電吸附板；具有第二側(cè)面，在所述靜電吸附板上設(shè)置的保護該靜電吸附板的第一保護部件；至少在所述靜電吸附板和所述第一保護部件之間設(shè)置的、接合所述靜電吸附板和所述第一保護部件的第一粘結(jié)劑層；以使所述第一粘結(jié)劑層隱藏的方式設(shè)置的第二粘結(jié)劑層。
13.如權(quán)利要求12所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，所述第二粘結(jié)劑層含有硅。
14.如權(quán)利要求12所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，所述第二粘結(jié)劑層以覆蓋所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面的方式，至少被設(shè)置于接合所述靜電吸附板和第一保護部件的高度位置。
15.如權(quán)利要求14所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，其還具備以圍繞所述第二粘結(jié)劑層的方式設(shè)置的聚酰亞胺部件。
16.如權(quán)利要求12所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，所述第二粘結(jié)劑層以圍繞所述第一粘結(jié)劑層的方式被設(shè)置于所述載置臺和所述靜電吸附板之間，用于接合所述載置臺和所述靜電吸附板。
17.如權(quán)利要求12所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，具備貫通所述第一保護部件、所述吸附板及所述載置臺的第一通孔；在所述第一通孔內(nèi)，對于該第一通孔可相對升降地設(shè)置的用于進行基板的交接的銷；在所述第一通孔內(nèi)設(shè)置的、以使所述粘結(jié)劑層隱藏的方式設(shè)置的第三粘結(jié)劑層。
18.如權(quán)利要求17所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，所述第三粘結(jié)劑層含有硅。
19.如權(quán)利要求12所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，還具備貫通所述第一保護部件、所述吸附板及所述載置臺的第二通孔；至少通過所述第二通孔，流動向所述基板進行熱傳導(dǎo)的氣體的氣體供給部；在所述第二通孔內(nèi)設(shè)置的、以使所述第一粘結(jié)劑層隱藏的方式設(shè)置的第四粘結(jié)劑層。
20.如權(quán)利要求19所述的基板保持機構(gòu)，其特征在于，所述第四粘結(jié)劑層含有硅。
21.一種基板保持機構(gòu)的制造方法，其具備具有表面和以外周面劃成的突起部的、用于保持基板的載置臺，所述突起部在所述表面上以圍繞所述表面既定區(qū)域的方式連續(xù)形成，并具有比所述表面高的高度的上面；在所述表面上，在所述突起部圍繞的區(qū)域內(nèi)設(shè)置的用靜電作用吸附基板的靜電吸附板；其特征在于，具備(A)將具有側(cè)面的第一保護部件，以使其一部分與所述上面相對面的方式，用粘結(jié)劑接合于所述靜電吸附板上的工序；(B)通過保護所述粘結(jié)劑層的第二保護部件，至少以使所述粘結(jié)劑層隱藏的方式覆蓋所述外周面和所述側(cè)面的工序。
22.如權(quán)利要求21所述的基板保持機構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述工序(B)含有通過噴鍍形成所述第二保護部件的工序。
23.一種基板處理裝置，具有處理容器和在所述處理容器中設(shè)置的保持被處理基板的基板保持機構(gòu)，其特征在于，具備具備表面和以外周面劃成的突起部的、用于保持所述處理基板的載置臺，所述突起部在所述表面上以圍繞所述表面既定區(qū)域的方式連續(xù)形成，并具有比所述表面高的高度的上面；在所述表面上，在所述突起部圍繞的區(qū)域內(nèi)設(shè)置的用靜電作用吸附基板的靜電吸附板；具有側(cè)面的，在被設(shè)置于所述靜電吸附板上的同時其一部分與所述上面相對的、用于保護所述靜電吸附板的第一保護部件；至少在所述靜電吸附板和所述第一保護部件之間設(shè)置的、接合所述靜電吸附板和所述第一保護部件的粘結(jié)劑層；至少以使所述粘結(jié)劑層隱藏的方式覆蓋所述外周面的第二保護部件。
24.一種基板處理裝置，具有處理容器和在所述處理容器中設(shè)置的保持被處理基板的基板保持機構(gòu)，其特征在于，具備具有第一側(cè)面，保持被處理基板的載置臺；設(shè)置于所述栽置臺上，以靜電作用吸附基板的靜電吸附板；具有第二側(cè)面，在所述靜電吸附板上設(shè)置的保護所述靜電吸附板的第一保護部件；至少在所述靜電吸附板和所述第一保護部件之間設(shè)置的、接合所述靜電吸附板和所述第一保護部件的粘結(jié)劑層；以使所述第一粘結(jié)劑層隱藏的方式設(shè)置的第二粘結(jié)劑層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基板保持機構(gòu)，其具備具有表面和以外周面劃成的突起部的、用于保持所述處理基板的載置臺，所述突起部在所述表面上以圍繞所述表面既定區(qū)域的方式連續(xù)形成、并具有比所述表面高的高度的上面；在所述表面上，在所述突起部圍繞的區(qū)域內(nèi)設(shè)置的用靜電作用吸附基板的靜電吸附板；具有側(cè)面，在設(shè)置在所述靜電吸附板上的同時其一部分與所述上面相對的、保護所述靜電吸附板的第一保護部件；至少在所述靜電吸附板和所述第一保護部件之間設(shè)置的、接合所述靜電吸附板和所述第一保護部件的粘結(jié)劑層；至少以使所述粘結(jié)劑層隱藏的方式覆蓋所述外周面及所述側(cè)面的第二保護部件。
文檔編號H01L21/67GK1698192SQ20048000045
公開日2005年11月16日 申請日期2004年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月19日
發(fā)明者野澤俊久 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社