CN101246836A - 基板载置台及用于其的表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止基板的吸附不良以便提高基板处理设备的开工率的基板载置台。该基板载置台布置在基板处理设备中并具有在其上载置基板的基板载置表面。基板载置表面的算术平均粗糙度(Ra)不小于第一预定值，并且基板载置表面的初期磨损高度(Rpk)不大于第二预定值。

Description

基板载置台及用于其的表面处理方法
技术领域
本发明涉及基板载置台及用于其的表面处理方法，并特别涉及表面上形成有热喷涂膜的基板载置台及用于其的表面处理方法。
背景技术
在作为基板的晶片上执行等离子体处理(诸如蚀刻处理)的基板处理设备具有在其中收容晶片的收容腔室，以及布置在收容腔室中并在其上载置晶片的载置台。在这样的基板处理设备中，等离子体在收容腔室中产生，并且晶片受到等离子体的蚀刻处理。
载置台在其上部中具有由绝缘部件组成的静电卡盘，在所述绝缘部件中设有电极板，晶片被载置在静电卡盘上。当晶片受到蚀刻处理时，DC电压被施加到电极板上，静电卡盘通过由DC电压产生的库仑力或Johnsen-Rahbek力而将晶片吸附于其上。
而且，在载置台内部设置有冷却剂腔室。预定温度的冷却剂(例如冷却水或Galden(注册商标)流体)从冷却器单元供应到冷却剂腔室中。吸附并保持在静电卡盘表面上的晶片的处理温度通过冷却剂的温度而得到控制。
传统上，首先，通过热喷涂陶瓷(诸如氧化铝)而在静电卡盘的表面上形成热喷涂膜。然后，使通过将磨粒压紧在一起并制成盘状而获得的磨石与其上已经形成有热喷涂膜的静电卡盘的表面接触。然后旋转磨石并且也平行于其上已经形成有热喷涂膜的静电卡盘的表面来移动磨石。结果，静电卡盘的表面被研磨(即，被处理)。
然而，使用传统方法处理的静电卡盘在用显微镜观察时具有粗糙的表面，此外，在静电卡盘的表面上有微小的起伏。吸附并保持在静电卡盘上的晶片接触静电卡盘的表面，并且因此晶片的温度取决于晶片和静电卡盘表面之间的接触面积。如果静电卡盘的表面粗糙，则存在这样的问题：晶片和静电卡盘表面之间的接触面积小，并且因此接触部分的接触热阻变高，并且从静电卡盘到晶片的热传递效率变差。
为了解决上述问题，本发明的发明人提出图9A至9H中示出的静电卡盘处理方法。在该处理方法中，首先，通过热喷涂陶瓷(诸如氧化铝)而在静电卡盘42a的表面上形成热喷涂膜1(图9A)，并且使通过将磨粒压紧在一起并制成盘状而获得的磨石2与其上已经形成有热喷涂膜1的静电卡盘42a的表面接触(图9B)。然后旋转磨石2，并且也平行于其上已经形成有热喷涂膜1的静电卡盘42a的表面来移动磨石2。静电卡盘42a也绕着图9C中由交替的长虚线和短虚线示出的旋转轴旋转，结果，静电卡盘42a的表面被研磨粗糙(图9C)。然后，表面上喷涂了其中混合有磨粒和润滑剂的浆料的精磨板3与如图9D所示已经被粗糙研磨的静电卡盘42a的表面接触。此时，负荷(图9E中由白色箭头示出)被施加到精磨板3上，并且静电卡盘42a绕着图9E中由交替的长虚线和短虚线示出的旋转轴旋转，使得静电卡盘42a的表面被研磨平坦(图9E)。然后，通过施加负荷(图9G中由白色箭头示出)至具有磨带5和辊子6的带磨设备4，使磨带5与已经被研磨平坦的表面(图9F)接触，其中磨带5的表面上涂布并固着有磨粒9，辊子6由弹性材料制成。此时，卷绕在辊子6上的磨带5由带磨设备4卷取和卷出，带磨设备4平行于静电卡盘42a的表面移动，并且静电卡盘42a绕着图9G中由交替的长虚线和短虚线示出的旋转轴旋转(图9G)。结果，可获得图9H所示的表面(参见例如日本专利公开(Kokai)第2007-258240号)。
本发明的发明人提出的静电卡盘42a可增加在晶片W被吸附到静电卡盘42a的表面上时晶片W和静电卡盘42的表面之间的接触面积，并因此提高晶片W和静电卡盘42a的表面之间的热传递效率(图10A)，但具有这样的问题：当作为等离子体处理的反应产物而出现的沉积物或颗粒(例如CF系沉积物D)附着到静电卡盘42a的表面上时，晶片W和静电卡盘42a的表面之间的接触被沉积物D阻碍，并且晶片W不能吸附到静电卡盘42a的表面上(图10B)。
如果晶片W和静电卡盘42a的表面之间的接触被沉积物D阻碍，则会导致晶片W浮在静电卡盘42a的表面上(图10B)，供应到晶片W和静电卡盘42a的表面之间的间隙中的作为热传递气体的氦气从该间隙中泄漏。在检测到氦气的泄漏后，基板处理设备就认识到静电卡盘42a的吸附不良并停止操作。为了重新开始基板处理设备的操作，有必要进行维护，诸如清洁静电卡盘42的表面并除去沉积物D，因此存在着基板处理设备的开工率显著降低的问题。该问题不仅会在利用CF系气体作为处理气体使氧化物受到蚀刻处理的基板处理设备中发生，而且会在利用大量反应产物会从其产生的处理气体的所有基板处理设备中，以及执行大量颗粒等会附着在静电卡盘上的处理的所有基板处理设备中发生。
发明内容
本发明提供了基板载置台及用于其的表面处理方法，其可防止基板的吸附不良以便提高基板处理设备的开工率。
因此，在本发明的第一方面中，提供了一种基板载置台，其布置在对基板执行处理的基板处理设备中并具有在其上载置基板的基板载置表面，其中基板载置表面的算术平均粗糙度(Ra)不小于第一预定值，并且基板载置表面的初期磨损高度(Rpk)不大于第二预定值。
根据本发明的第一方面，在其上载置基板的基板载置表面的算术平均粗糙度(Ra)不小于第一预定值，并且基板载置表面的初期磨损高度(Rpk)不大于第二预定值。因此，基板载置表面具有平滑的顶表面层并在其中形成有谷状部分。具体地，多个山状部分和多个谷状部分在基板载置表面的顶表面层中形成，而且各个山状部分的顶部被磨掉。因此，在基板载置表面上载置基板不会引起基板载置表面的顶表面层中山状部分的顶部的形状随着基板处理设备中的处理的重复而改变，并且顺序地受到处理的基板和基板载置表面之间的接触面积可保持均一。因此，基板和基板载置表面之间的热传递效率也可以保持均一，并且因此处理过程中基板处理设备中基板的处理温度可恒定地保持均一。而且，当由于基板处理设备中的处理而产生的沉积物附着到基板载置表面上时，沉积物在基板被载置到基板载置部分上时被压到谷状部分中。因此，基板载置表面和基板之间的接触不受阻碍，并且因此，即使当沉积物附着在基板载置表面上时，基板载置台仍可保持良好的基板吸附力。因此不需要执行维护，诸如清洁基板载置表面和除去沉积物，并且因此基板处理设备的开工率可以得到提高。
本发明的第一方面可提供一种基板载置台，其中第一预定值为0.45。
根据本发明的第一方面，因为基板载置表面的算术平均粗糙度(Ra)不小于0.45，所以多个谷状部分可以可靠地在基板载置表面的顶表面层中形成。因此，当沉积物附着在基板载置表面上时，沉积物在基板被载置到基板载置部分上时被可靠地压到谷状部分中。因此，可以可靠地防止基板载置表面和基板之间的接触受到阻碍，并且因此基板载置台能可靠地保持良好的基板吸附力。
本发明的第一方面可提供一种基板载置台，其中第二预定值为0.35。
根据本发明的第一方面，因为基板载置表面的初期磨损高度(Rpk)不大于0.35，所以基板载置表面的顶表面层能被可靠地平滑化。因此，能可靠地防止基板载置表面的顶表面层中的山状部分的顶部的形状发生改变，并且顺序地受到处理的基板和基板载置表面之间的接触面积能可靠地保持均一。结果，基板和基板载置表面之间的热传递效率能可靠地且恒定地保持均一。
本发明的第一方面可提供一种基板载置台，其中基板载置表面的粗糙度曲线偏斜度(Rsk)不大于-1.5。
根据本发明的第一方面，基板载置表面的粗糙度曲线偏斜度(Rsk)不小于-1.5。因此，基板和基板载置表面之间的接触面积可以得到增加，并且因此基板和基板载置表面之间的热传递效率可以得到增加，使得基板的处理温度可以以良好的响应得到控制。
本发明的第一方面可提供一种基板载置台，其中基板载置表面的粗糙度曲线的相对负荷长度率(Rmr(-1.5μm))(relative load length rate)不小于50％。
根据本发明的第一方面，基板载置表面的粗糙度曲线的相对负荷长度率(Rmr(-1.5μm))不小于50％。因此，基板和基板载置表面之间的实际接触面积可以得到增加，并且因此能可靠地提高基板和基板载置表面之间的热传递效率，使得基板的处理温度可以以良好的响应而可靠地得到控制。
本发明的第一方面可提供一种基板载置台，其中基板载置表面的粗糙度曲线的相对负荷长度率(Rmr(0.5μm))不小于5％。
根据本发明的第一方面，粗糙度曲线的相对负荷长度率(Rmr(-0.5μm))不小于5％。因此，能可靠地增加基板和基板载置表面之间的实际接触面积。
本发明的第一方面可提供一种基板载置台，其中基板载置表面的最大高度粗糙度(Rz)不小于3。
根据本发明的第一方面，因为基板载置表面的最大高度粗糙度(Rz)不小于3，所以谷状部分能可靠地在基板载置表面中形成。因此，当沉积物附着在基板载置表面上时，沉积物可在基板被载置到基板载置表面上时被可靠地压到谷状部分中。
本发明的第一方面可提供一种基板载置台，其中通过将基板载置表面的核心部分高度差(Rk)(core part level difference)和油积存深度(Rvk)(oil reservoir depth)加在一起而获得的值不小于2。
根据本发明的第一方面，因为通过将基板载置表面的核心部分高度差(Rk)和油积存深度(Rvk)加在一起而获得的值不小于2，所以谷状部分可满意地在基板载置表面中形成。因此，当沉积物附着在基板载置表面上时，沉积物可在基板被载置到基板载置表面上时被可靠地压到谷状部分中。
本发明的第一方面可提供一种基板载置台，其中基板载置表面的算术平均波纹度(Wa)(arithmetic average wave)不小于0.07。
根据本发明的第一方面，因为基板载置表面的算术平均波纹度(Wa)不小于0.07，所以山状部分和谷状部分能可靠地在基板载置表面中形成。
本发明的第一方面可提供一种基板载置台，其中基板载置表面的最大高度波纹度(Wz)(maximum height wave)不小于0.4。
根据本发明的第一方面，因为基板载置表面的最大高度波纹度(Wz)不小于0.4，所以山状部分和谷状部分能满意地在基板载置表面中形成。
因此，在本发明的第二方面中，提供了一种基板载置台，其布置在对基板执行处理的基板处理设备中并具有在其上载置基板的基板载置表面，其中基板载置表面具有与基板接触的多个突起，并且基板载置表面的初期磨损高度(Rpk)不大于预定值。
根据本发明的第二方面，具有与基板接触的多个突起的基板载置表面的初期磨损高度(Rpk)不大于预定值。基板载置表面在其顶表面中具有多个突起和相邻突起之间形成的多个凹部，并且突起的顶部被平滑化。因此，在基板载置表面上载置基板不会引起基板载置表面的顶表面层中突起的顶部的形状随着基板处理设备中处理的重复而改变，并且顺序地受到处理的基板和基板载置表面之间的接触面积可恒定地保持均一。因此，基板和基板载置表面之间的热传递效率可恒定地保持均一，并且因此基板处理设备中基板在处理过程中的处理温度可保持均一。而且，当由于传递处理设备中的处理而产生的沉积物附着在基板载置表面上时，沉积物在基板被载置到基板载置表面上时被压到凹部中。因此，基板载置表面和基板之间的接触不受阻碍，并且因此即使当沉积物附着到基板载置表面上时，基板载置台仍可保持良好的基板吸附力。因此，不需要执行维护，诸如清洁基板载置表面和除去沉积物，并且因此基板处理设备的开工率可以得到提高。
因此，在本发明的第三方面中，提供了一种用于基板载置台的基板载置表面的表面处理方法，所述基板载置台布置在对基板执行处理的基板处理设备中并且基板被载置在所述基板载置台上，所述表面处理方法包括：处理基板载置表面使得基板载置表面的算术平均粗糙度(Ra)不小于第一预定值的处理步骤；以及对在所述处理步骤中处理的基板载置表面进行处理使得基板载置表面的初期磨损高度(Rpk)不大于第二预定值的平滑化步骤。
本发明的第三方面可提供一种表面处理方法，其中第一预定值为0.45。
本发明的第三方面可提供一种表面处理方法，其中第二预定值为0.35。
本发明的第三方面可提供一种表面处理方法，其中处理步骤包括平坦化基板载置表面的平坦化步骤，和粗糙化在平坦化步骤中平坦化的基板载置表面的粗糙化步骤。
根据本发明的第三方面，因为基板载置表面被平坦化，并且平坦化的基板载置表面被粗糙化，所以基板载置表面的顶表面层可被平坦化，并且谷状部分可在基板载置表面的顶表面层中形成。因此，基板和基板载置表面之间的实际接触面积可以得到增加，并且因此基板和基板载置表面之间的热传递效率可以得到提高。
本发明的第三方面可提供一种表面处理方法，其中在平滑化步骤中，使用从磨带、精磨板和衬垫中选择的一个部件来执行精磨处理，所述磨带、精磨板和衬垫都涂布有粒径等于或小于基板载置表面的材料的粒径的细微磨粒。
根据本发明的第三方面，因为精磨处理是使用从磨带、精磨板和衬垫中选择的一个部件来执行的，所述磨带、精磨板和衬垫都涂布有粒径等于或小于基板载置表面的材料的粒径的细微磨粒，所以基板载置表面的顶表面层能利用便宜的构造而被可靠地平滑化。
本发明的第三方面可提供一种表面处理方法，其中在平滑化步骤中，将硬度比基板载置表面的材料的硬度低的部件压在基板载置表面上，并滑动该部件。
根据本发明的第三方面，因为将硬度比基板载置表面的材料的硬度低的部件压在基板载置表面上并滑动该部件，所以基板载置表面的顶表面层可使用便宜的构造而被精细地平滑化。
本发明的第三方面可提供一种表面处理方法，其中在平滑化步骤中，将硬度比基板载置表面的材料的硬度高的部件压在基板载置表面上，并滑动该部件。
根据本发明的第三方面，因为将硬度比基板载置表面的材料的硬度高的部件压在基板载置表面上并滑动该部件，所以基板载置表面的顶表面层可使用便宜的构造而被快速地平滑化。
本发明的第三方面可提供一种表面处理方法，其中在平滑化步骤中，执行将按压部件重复地或以预定压力压在基板载置表面上的压缩处理。
根据本发明的第三方面，因为执行了将按压部件重复地或以预定压力压在基板载置表面上的压缩处理，所以基板载置表面的顶表面层能使用便宜构造而被可靠地平滑化。
本发明的第三方面可提供一种表面处理方法，其中基板载置台包括静电卡盘，该静电卡盘将待处理的基板或部件吸附到其上，并且在平滑化步骤中，将待处理的基板或部件载置在基板载置表面上，并且静电卡盘将待处理的基板或部件吸附到其上。
根据本发明的第三方面，待处理的基板或部件被载置在基板载置台的基板载置表面上，该基板载置台是静电卡盘，并且静电卡盘将待处理的基板或部件吸附到其上。此时，基板载置表面被待处理的基板或部件挤压，并且因此接触待处理的基板或部件的基板载置表面的顶表面层可被平滑化。
本发明的第三方面可提供一种表面处理方法，其中基板载置台包括静电卡盘，该静电卡盘将待处理的基板或部件吸附到其上，并且在平滑化步骤中，重复地执行加热步骤和冷却步骤，在所述加热步骤中，将待处理的基板或部件载置在基板载置表面上，并加热待处理的基板或部件，使得待处理的基板或部件热膨胀，在所述冷却步骤中，冷却待处理的基板或部件使得待处理的基板或部件收缩。
根据本发明的第三方面，待处理的基板或部件被载置在基板载置台的基板载置表面上，该基板载置台是静电卡盘，并将待处理的基板或部件吸附到其上，并且重复地执行待处理的基板或部件的加热以及待处理的基板或部件的冷却。此时，基板载置表面通过待处理的基板或部件的热膨胀和收缩而被研磨，并且因此可精细地平滑化接触待处理的基板或部件的基板载置表面的顶表面层。
本发明的第三方面可提供一种表面处理方法，其中在平滑化步骤中，静电卡盘还重复地使待处理的基板或部件附着在其上和从其上脱离。
根据本发明的第三方面，静电卡盘还重复地使待处理的基板或部件附着在基板载置表面上和从基板载置表面上脱离。此时，基板载置表面被待处理的基板或部件重复地挤压，并且因此接触待处理的基板或部件的基板载置表面的顶表面层能被可靠地平滑化。
本发明的第三方面可提供一种表面处理方法，其中待处理的基板或部件的硬度比基板载置表面的材料的硬度高。
根据本发明的第三方面，待处理的基板或部件的硬度比基板载置表面的材料的硬度高。因此，可以使基板载置表面的顶表面层中的山状部分的顶部切入到待处理的基板或部件中并受到剪切，并且因此接触待处理的基板或部件的基板载置表面的顶表面层可被更精细地平滑化。
本发明的第三方面可提供一种表面处理方法，其中待处理的基板或部件的硬度比基板载置表面的材料的硬度低。
根据本发明的第三方面，待处理的基板或部件的硬度比基板载置表面的材料的硬度低。因此，基板载置表面的顶表面层中的山状部分的顶部可被待处理的基板或部件摩擦，并且因此接触待处理的基板或部件的基板载置表面的顶表面层可被更快地平滑化。
因此，在本发明的第四方面中，提供了一种用于基板载置台的基板载置表面的表面处理方法，所述基板载置台布置在对基板执行处理的基板处理设备中并且基板被载置在所述基板载置台上，所述表面处理方法包括：处理基板载置表面使得基板载置表面的初期磨损高度(Rpk)不大于预定值的平滑化步骤，其中基板载置表面具有与基板接触的多个突起。
根据结合附图给出的下面的详细描述，本发明的特征和优点将变得更加显而易见。
附图说明
图1是示意性地示出具有根据本发明的第一实施例的基板载置台的基板处理设备的构造的截面图；
图2A和2B是图1中示出的部分A的放大图，其中图2A示出在基板处理设备中执行等离子体处理前的状态，并且图2B示出在基板处理设备中已经执行等离子体处理到一定程度后的状态；
图3A至3E是示出静电卡盘的吸附表面的形状的测量结果的图，其中图3A示出静电卡盘的吸附表面是利用传统方法处理的实例，图3B示出静电卡盘布置在基板处理设备内，并且等离子体处理已经执行3000小时或更多的实例，图3C示出静电卡盘的吸附表面已经利用本发明的发明人提出的传统方法被处理的实例，图3D示出静电卡盘的吸附表面已经利用根据本发明第一实施例的表面处理方法被处理的实例，并且图3E示出静电卡盘的吸附表面已经利用根据本发明第二实施例的表面处理方法被处理的实例；
图4A至4F是有助于说明根据本发明第一实施例的表面处理方法的处理图，其中图4A示出热喷涂步骤，图4B是图4A中部分B的放大图，图4C示出研磨步骤，图4D是图4C中部分D的放大图，图4E示出平滑化步骤，并且图4F是图4E中部分F的放大图；
图5A至5J是有助于说明根据本发明第二实施例的表面处理方法的处理图，其中图5A示出热喷涂步骤，图5B是图5A中部分B的放大图，图5C示出研磨步骤，图5D是图5C中部分D的放大图，图5E示出平坦化步骤，图5F是图5E中部分F的放大图，图5G示出表面粗糙化步骤，图5H是图5G中部分H的放大图，图5I示出平滑化步骤，图5J是图5I中部分J的放大图；
图6A至6D是有助于说明根据本发明第三实施例的表面处理方法的处理图，其中图6A示出热喷涂步骤，图6B是图6A中部分B的放大图，图6C示出平滑化步骤，并且图6D是图6C中部分D的放大图；
图7A至7D是有助于说明根据上述实施例的表面处理方法中的平滑化步骤的变型的图，其中图7A示出第一变型，图7B示出第二变型，图7C示出第三变型，并且图7D示出第四变型；
图8A和8B是有助于说明根据上述实施例的表面处理方法中的平滑化步骤的变型的图，其中图8A示出第五变型，并且图8B示出第六变型；
图9A至9H是有助于说明传统表面处理方法的处理图，其中图9A示出热喷涂步骤，图9B是图9A中部分B的放大图，图9C示出研磨步骤，图9D是图9C中部分D的放大图，图9E示出平坦化步骤，图9F是图9E中部分F的放大图，图9G示出平滑化步骤，图9H是图9G中部分H的放大图；并且
图10A和10B是传统静电卡盘和晶片之间的接触面积的放大图，其中图10A示出在基板处理设备中执行等离子体处理前的状态，并且图10B是在基板处理设备中等离子体处理已经执行到一定程度后的状态。
具体实施方式
现在将在下面参考示出本发明的优选实施例的附图来详细描述本发明。
首先，将描述具有根据本发明的实施例的基板载置台的基板处理设备。
图1是示意性地示出具有根据本发明的实施例的基板载置台的基板处理设备的构造的截面图。基板处理设备被构造成对作为基板的半导体晶片执行蚀刻处理。
如图1所示，基板处理设备10具有腔室11，其中收容有直径为例如300毫米的半导体晶片(下文中仅称为“晶片”)W。圆柱形载置台12布置在腔室11中作为晶片W载置于其上的基板载置台。在基板处理设备10中，侧边排气路13在腔室11的内壁表面和载置台12的外周表面之间形成，该侧边排气路13充当载置台12上方的气体通过其而排出腔室11的流路。排气板14沿侧边排气路13布置在中途。腔室11的内壁表面覆盖有石英或氧化钇(Y2O3)。
排气板14是在其中具有大量孔的板状部件，并充当将腔室11分割成上部和下部的分割板。下面描述的等离子体在由排气板14分割出的腔室11的上部(下文中称为“反应腔室”)17中产生。而且，在腔室11的下部(下文中称为“歧管(manifold)”)18中设置有从腔室11中排出气体的粗排气管15和主排气管16。粗排气管15具有连接到其上的DP(干泵)(未示出)，而主排气管16具有连接到其上的TMP(涡轮分子泵)(未示出)。而且，排气板14捕获或反射在反应腔室17中的下面描述的处理空间S中产生的离子和自由基，因此防止离子和自由基泄漏到歧管18中。
粗排气管15、主排气管16、DP和TMP一起构成排气设备。粗排气管15和主排气管16将反应腔室17中的气体经由歧管18排出腔室11。具体地，粗排气管15将腔室11内的压力从大气压降低到低真空状态，并且主排气管16与粗排气管15协作工作以将腔室11中的压力从大气压降低到高真空状态(例如不大于133Pa(1托)的压力)，其处于比低真空状态更低的压力下。
下部射频电源20经由匹配器22连接到载置台12。下部射频电源20施加预定射频电力至载置台12。载置台12因此充当下电极。匹配器22减少射频电力从载置台12的反射，以便最大化射频电力供应到载置台12的效率。
由在其中具有电极板23的绝缘部件组成的盘状静电卡盘42设置在载置台12的上部中，静电卡盘42的表面已经利用下面描述的根据本实施例的表面处理方法处理过。当将晶片W载置在载置台12上时，晶片W布置在静电卡盘42上。DC电源24电连接到电极板23上。在将负DC电压施加到电极板23上后，晶片W通过库仑力或Johnsen-Rahbek力吸附并保持在静电卡盘42的上表面上。
而且，环形聚焦环25设置在载置台12的上部上，以便环绕吸附并保持在静电卡盘42的上表面上的晶片W。聚焦环25暴露于处理空间S中，并朝着晶片W的上表面聚焦处理空间S中的等离子体，因此提高蚀刻处理的效率。
例如在基座12的圆周方向上延伸的环形冷却剂腔室26设置在载置台12内。预定温度的冷却剂(例如冷却水或Galden流体)从冷却器单元(未示出)经由冷却剂配管27通过冷却剂腔室26而被循环。吸附并保持在静电卡盘42的上表面上的晶片W的处理温度通过冷却剂的温度而得到控制。应注意的是，加热器、珀尔帖(Peltier)部件(都没有示出)等可作为温度控制装置设置在载置台12内。
多个热传递气体供应孔28设置在其上吸附并保持着晶片W的静电卡盘42的上表面的一部分(下文中称为“吸附表面”)中。热传递气体供应孔28经由热传递气体供应管道30连接到热传递气体供应单元(未示出)。热传递气体供应单元经由热传递气体供应孔28供应作为热传递气体的氦(He)气至载置台12的吸附表面和晶片W的背面之间的间隙中。供应到载置台12的吸附表面和晶片W的背面之间的间隙中的氦气将热量从晶片W传递到载置台12。
多个推杆销(pusher pin)(未示出)设置在基座12的吸附表面中作为可使其从静电卡盘42的上表面伸出的提升销(lifting pin)。推杆销通过滚珠螺杆连接到马达(都没有示出)，并可通过由滚珠螺杆转换成线性运动的马达的旋转运动使其从基座12的吸附表面伸出。当晶片W正吸附并保持在载置台12的吸附表面上时推杆销收容在载置台12内，使得晶片W可受到蚀刻处理，并且当晶片W在已经经受蚀刻处理后将从腔室11中被传送出来时，使推杆销从静电卡盘42的上表面伸出以便升起晶片W远离载置台12。
气体导入喷头34布置在腔室11的顶板部分中以便面对载置台12。上部射频电源36经由匹配器35连接到气体导入喷头34。上部射频电源36施加预定的射频电力至气体导入喷头34。气体导入喷头34因此充当上电极。匹配器35具有与前面描述的匹配器22类似的功能。
气体导入喷头34具有顶部电极板38和电极支撑体39，顶部电极板38中有大量气孔37，电极支撑体39上可拆卸地支撑着顶部电极板38。缓冲腔室40设置在电极支撑体39内。处理气体导入管41连接到缓冲腔室40。从处理气体导入管41供应到缓冲腔室40中的处理气体，例如具有O2气的溴化气体或氯化气体以及添加到其中的诸如He的惰性气体的混合气体，由气体导入喷头34经由气孔37供应到反应腔室17中。
用于晶片W的传送端口43设置在腔室11的侧壁中由推杆销从载置台12升起的晶片W所处的高度处。用于开闭传送端口43的闸门阀44设置在传送端口43中。
如上所述，射频电力被施加到基板处理设备10的反应腔室17中的载置台12和气体导入喷头34，以便施加射频电力到载置台12和气体导入喷头34之间的处理空间S中，于是从气体导入喷头34供应到处理空间S中的处理气体被变成高密度等离子体，由此产生离子和自由基；晶片W受到离子等的蚀刻处理。
上述基板处理设备10的组成元件的操作是由基板处理设备10的控制单元的CPU(未示出)根据用于蚀刻处理的程序控制的。
图2A和2B是图1中示出的部分A的放大视图，其中图2A示出在基板处理设备中执行等离子体处理前的状态，并且图2B示出在基板处理设备中已经执行等离子体处理到一定程度后的状态。
如图2A和2B所示，在本实施例中，静电卡盘42具有粗糙的吸附表面，但具有平滑的吸附表面的顶表面层。具体地，多个山状部分和多个谷状部分V形成在吸附表面的顶表面层中，而且各个山状部分的顶部被磨掉。结果，静电卡盘42的吸附表面和晶片W之间的实际接触面积可以得到增加，并且因此晶片W和静电卡盘42的吸附表面之间的热传递效率可以得到提高。当控制晶片W的处理温度时，因此无需使用高性能冷却器单元，并且因此可为冷却器单元实现功率节省。
而且，即使在对晶片W执行的蚀刻处理被分成多个步骤的情况中，晶片W和静电卡盘42的吸附表面之间的热传递效率仍然较高，因此在改变步骤时晶片W的处理温度可利用载置台12内设置的冷却器单元或加热器、珀尔帖元件等以良好的响应得到控制。因此，各种蚀刻特性的要求可以得到满足。
进一步，根据本实施例，因为多个山状部分和多个谷状部分V形成在吸附表面的顶表面层中，所以谷状部分V充当热传递气体的有效导通路径，并且晶片W的温度可通过热传递气体得到更满意的控制。具体地，已经从热传递气体供应孔28供应并且其压力已经得到控制的热传递气体可容易地并瞬时地分布在整个吸附表面上，并且晶片W的处理温度可因此以良好的响应得到控制。应注意的是，在热传递气体的压力通过两个通道(例如，吸附表面的中央部分和吸附表面的周缘部分)而得到控制的情况中，晶片W的处理温度的面内分布可被任意控制。
而且，因为静电卡盘42具有平滑的吸附表面的顶表面层，所以在静电卡盘42上载置晶片W不会引起吸附表面的顶表面层中山状部分的顶部的形状随着等离子体处理的重复而改变。因此，可以使在基板处理设备10中顺序地受到等离子体处理的晶片W和静电卡盘42的吸附表面之间的接触面积保持均一。结果，可以使晶片W和静电卡盘42的吸附表面之间的热传递效率保持均一，并且因此可以使等离子体处理过程中晶片W的处理温度保持均一。
而且，因为谷状部分V形成在静电卡盘42的吸附表面中，所以当例如作为等离子体处理的反应产物而出现的CF系沉积物D附着到静电卡盘42的吸附表面上时，沉积物D在晶片W被载置在吸附表面上时被压到谷状部分V中，如图2B所示。因此，静电卡盘42的吸附表面和晶片W之间的接触从不受到阻碍，并且因此即使当在基板处理设备10中等离子体处理已经执行到一定程度时，静电卡盘42仍能够保持良好的晶片吸附力。因此不需要执行维护，诸如清洁静电卡盘42的吸附表面和除去沉积物D，并且因此基板处理设备的开工率可以得到提高。
应注意的是，在静电卡盘42是利用库仑力的库仑型静电卡盘的情况中，本实施例更有效。通常，因为利用Johnsen-Rahbek力的JR型静电卡盘具有强吸附力，所以执行压纹(embossing)以在静电卡盘的吸附表面上形成多个突起以便削弱吸附力。在这个时候，压纹的吸附表面和晶片W之间的接触面积可以非常小，例如不大于百分之几。另一方面，因为库仑型静电卡盘具有弱吸附力，所以难以在库仑型静电卡盘的吸附表面上的广阔范围内形成诸如压纹的宏观凹部，以便使吸附表面和晶片W之间的接触面积非常小。然而，利用本实施例的静电卡盘42，即使在吸附表面上没有设置宏观凹部，沉积物仍被压到形成在顶表面层中的微观谷状部分中，并且因此吸附表面和晶片W之间的接触不受沉积物阻碍。而且，从库仑力的观点看，由顶表面层的表面性质参数表示的微观谷状部分可被看作与晶片W接触的表面，并且因此静电卡盘42的整个吸附表面可具有良好的吸附力，结果，可实现满意的吸附力。应注意的是，库仑型静电卡盘的特征在于如下优点：不管要载置的晶片的膜类型如何都具有恒定的吸附力；以及在晶片W已经经受处理后很容易执行从吸附表面除去晶片W的除电处理。
传统上，在静电卡盘的吸附表面的表面性质参数中，算术平均粗糙度(Ra(JIS B0601))和最大高度粗糙度(Rz(JIS B0601))已经作为影响吸附表面和晶片W之间的热传递效率的参数而引起注意。然而，本发明的发明人估计：上面的参数不影响吸附表面和晶片W之间的热传递效率，而是初期磨损高度(Rpk(JIS B0671-2))，基于负荷曲线的参数诸如粗糙度曲线的相对负荷长度率(Rmr(c)(JIS B0601))，以及指示顶表面层中的每个山状部分的形状的参数诸如粗糙度曲线偏斜度(Rsk(JIS B0601))，影响吸附表面和晶片W之间的热传递效率。进一步，本发明的发明人估计：在静电卡盘的吸附表面的表面性质参数当中，关于指示吸收异物(诸如沉积物D)的影响的潜力的参数，核心部分高度差(Rk(JIS B0671-2))、油积存深度(Rvk(JIS B0671-2))、算术平均波纹度(Wa(JIS B0601))、最大高度波纹度(Wz(JIS B0601))等、以及上述参数Ra和Rz，是指示吸收异物的影响的潜力的参数。
然后，本发明的发明人制备了利用传统方法处理的静电卡盘(比较例1)，利用传统方法处理并布置在基板处理设备中的静电卡盘，其中等离子体处理被执行3000小时或更多(比较例2和3)，以及利用本发明的发明人提出的传统方法处理的静电卡盘(比较例4)，并测量了上述参数(参见表1)。进一步，本发明的发明人测量了吸附表面的形状(参见表3A至3C)。
[表1]
  参数   比较例1   比较例2   比较例3   比较例4
  Rsk   -1.17   -1.24   -1.21   -1.83
  Rpk   0.36   0.34   0.28   0.12
  Rmr(-1.5μm)   45.8   49.5   51.3   96.0
  Rmr(-0.5μm)   3.1   4.7   5.1   39.2
  Ra   0.64   0.68   0.67   0.27
  Rz   5.13   5.29   5.29   2.63
  Rk+Rvk   3.22   3.51   3.34   1.38
  Wa   0.13   0.18   0.11   0.04
  Wz   0.76   0.97   0.63   0.25
然后，本发明的发明人确定：比较例2至4的静电卡盘在吸附表面和晶片W之间具有非常高的热传递效率并均一地控制在基板处理设备中顺序地受到等离子体处理的晶片W的处理温度，并且比较例1至3的静电卡盘不会引起晶片W的吸附不良，即使在基板处理设备中等离子体处理已经执行到一定程度后。然后，基于测量的参数和不良吸附的存在与否，本发明的发明人估计：如果可以形成满足这样的条件的静电卡盘的吸附表面，即，初期磨损高度Rpk约为0.35(第二预定值)且优选不大于0.35，粗糙度曲线偏斜度Rsk约为-1.5且优选不大于-1.5，粗糙度曲线的相对负荷长度率Rmr(-1.5μm)约为50％且优选不小于50％，算术平均粗糙度Ra约为0.45(第一预定值)且优选不小于0.45，最大高度粗糙度Rz约为3且优选不小于3，核心部分高度差Rk+油积存深度Rvk约为2且优选不小于2，算术平均波纹度Wa约为0.07且优选不小于0.07，并且最大高度波纹度Wz约为0.4且优选不小于0.4，那么吸附表面和晶片W之间的热传递效率可以较高，晶片W的处理温度可均一地得到控制，并且吸附表面不会导致吸附晶片W过程中的故障。
而且，本发明的发明人测量了利用传统方法处理的静电卡盘(比较例1)和利用由本发明的发明人提出的传统方法处理的静电卡盘(比较例4)的上述参数，并确定：难以制造满足所有上述条件的静电卡盘。具体地，本发明的发明人确定：利用传统方法，也就是传统研磨处理，可容易地使吸附表面的算术平均粗糙度Ra不小于0.45，但是难以满足上述关于初期磨损高度Rpk的条件同时保持算术平均粗糙度Ra不小于0.45。而且，本发明的发明人确定：利用由本发明的发明人提出的传统方法，也就是传统板精磨处理和带磨处理，因为可很容易使静电卡盘的吸附表面的初期磨损高度Rpk不大于0.35，但难以满足上述关于算术平均粗糙度Ra的条件同时保持初期磨损高度Rpk不大于0.35。
本发明的发明人因此提出后面描述的根据本发明的实施例的表面处理方法，作为满足所有上述参数条件的处理静电卡盘的吸附表面的方法。图2A和2B中所示的上述静电卡盘42的吸附表面是利用该表面处理方法处理的。关于静电卡盘42，本发明的发明人也测量了参数作为与上述比较例的情况相同的实例，并确定：所有参数都满足上述条件。进一步，本发明的发明人测量了吸附表面的形状，并获得了图3D和3E中所示的结果。应注意的是，在表2和图3中，实例1对应于利用根据本发明第一实施例的表面处理方法处理的吸附表面，并且实例2对应于利用后面描述的根据本发明第二实施例的表面处理方法处理的吸附表面。
[表2]
  参数   实例1   实例2
  Rsk   -2.64   -1.77
  Rpk   0.28   0.28
  Rmr(-1.5μm)   81.18   66.77
  Rmr(-0.5μm)   21.34   12.91
  Ra   0.55   0.78
  Rz   5.44   6.1
  Rk+Rvk   2.79   3.41
  Wa   0.12   0.17
  Wz   0.81   0.95
表面性质参数是使用触针粗糙度测量机基于JIS B0601、JIS B0633和JIS B0655测量的，所述触针粗糙度测量机使用作为基准长度的截止值λc为0.8毫米的高斯滤波器。在评价长度被设置为4毫米并且触针尖端的半径被设置为2μm的情况下，计算了吸附表面内25个点处的测量值的平均值。应注意的是，波参数诸如Wa和Wz是在截止值λc被设置为0.8毫米、截止值λf被设置为8毫米并且评价长度被设置为24毫米的情况下测量的。
接下来，将描述根据本发明的实施例的表面处理方法。
首先，将描述根据本发明的第一实施例的表面处理方法。
图4A至4F是有助于说明根据本发明的表面处理方法的处理图。
应注意的是，图4B、4D和4F分别是图4A中示出的部分B、图4C中示出的部分D和图4E中示出的部分F的放大图。
首先，通过热喷涂陶瓷(诸如氧化铝)(图4A)，将热喷涂膜51形成到静电卡盘42的表面上(图4B)(下文中称为“热喷涂步骤”)。
然后，使通过将磨粒压紧在一起并制成盘状而获得的磨石52与其上已经形成有热喷涂膜51的静电卡盘42的表面接触(图4B)。然后旋转磨石52，并且也平行于其上已经形成有热喷涂膜51的静电卡盘42的表面来移动磨石52。此时，静电卡盘42也绕着图4C中由交替的长虚线和短虚线示出的旋转轴旋转。结果，静电卡盘的表面被研磨粗糙(图4C)(下文中称为“研磨步骤”)。在研磨步骤后，如图4D所示，静电卡盘42的表面仍然是粗糙的，而且静电卡盘42表面的顶表面层也是粗糙的；在顶表面层中有多个山状部分和多个谷状部分。在研磨步骤中，静电卡盘42的表面被研磨粗糙，使得表面的算术平均粗糙度(Ra)不小于0.5。
然后，通过施加负荷(图4E中由白色箭头示出)至具有磨带54和辊子55的带磨设备53，使磨带54与图4D中所示的静电卡盘42的粗糙研磨的表面接触，其中磨带54的表面上涂布并固着有磨粒56，辊子55由弹性材料制成。卷绕在辊子55上的磨带54由带磨设备53卷取和卷出。此外，带磨设备53平行于静电卡盘42的表面移动，并且静电卡盘42绕着图4E中交替的长虚线和短虚线旋转(图4E)(下文中称为“平滑化步骤”)。在平滑化步骤中，顶表面层中各个山状部分的顶部被磨掉，使得静电卡盘42的表面的初期磨损高度(Rpk)不大于0.4。结果，可获得如图4F所示的具有平滑的顶表面层的表面。图4F中所示的表面具有与图2A和2B中所示的静电卡盘42的吸附表面相同的形状。
而且，在平滑化步骤中，因为磨带54通过由弹性材料制成的辊子55而被压在静电卡盘42的表面上，所以磨带54的压力可通过辊子55的弹性力控制，并且因此静电卡盘42的表面的顶表面层可被精细地平滑化。
根据本实施例的表面处理方法，多个谷状部分和顶部被磨掉的多个山状部分可在静电卡盘42的表面的顶表面层中形成。
接下来，将描述根据本发明的第二实施例的表面处理方法。
图5A至5J是根据本实施例的表面处理方法的处理图。
应注意的是，图5B、5D、5F、5H和5J分别是图5A中所示的部分B、图5C中所示的部分D、图5E中所示的部分F、图5G中所示的部分H和图5I中所示的部分J的放大图。
在构造和操作方面，本实施例基本与上述第一实施例相同。与第一实施例中的构造和操作相同的构造和操作的特征因此将不再描述，而在下面仅描述与第一实施例不同的特征。
首先，在图5A中所示的热喷涂步骤和图5C中所示的研磨步骤后，表面上喷涂了其中混合有磨粒和润滑剂的浆料的精磨板57与已经被粗糙研磨的表面接触(图5D)。此时，在负荷(图5E中由白色箭头示出)被施加到精磨板57上之后，静电卡盘42也绕着图5E中由交替的长虚线和短虚线示出的旋转轴旋转。结果，静电卡盘42的表面被研磨平坦(图5E)(下文中称为“平坦化步骤”)。
然后，执行以预定的喷射压力使磨粒58与已经被研磨平坦的表面(图5F)碰撞的微喷(micro-blast)处理。此时，静电卡盘42的表面通过磨粒58的碰撞而被研磨粗糙，并且多个山状部分和多个谷状部分在顶表面层中形成(图5G)(下文中称为“表面粗糙化步骤”)。在表面粗糙化步骤中，静电卡盘42的表面被研磨粗糙，使得表面的算术平均粗糙度不小于0.5。
然后，对已经被研磨粗糙的表面执行图5I中所示的平滑化步骤(图5H)。结果，顶表面层中各个山状部分的顶部被磨掉，使得可以获得如图5J所示的具有平滑的顶表面层的表面。图5J中所示的表面具有与图2A和2B中所示的静电卡盘42的吸附表面相同的形状。
根据本实施例的表面处理方法，多个谷状部分和顶部被磨掉的多个山状部分可在静电卡盘42的表面的顶表面层中形成。
而且，根据本实施例的表面处理方法，因为静电卡盘42经受平坦化步骤，然后经受表面粗糙化步骤，然后经受平滑化步骤，所以整个吸附表面的平坦度可以非常高，并且整个吸附表面的表面粗糙度的均一性可以非常高。结果，可以使整个吸附表面和晶片W之间的热传递效率保持均一，并且因此晶片W的面内处理温度分布可以更加均一。
应注意的是，在本实施例的表面粗糙化步骤中，在表面可被粗糙化的范围内，不仅上述微喷处理可以执行，而且其它处理也可以执行。例如，使离子与表面碰撞的溅射处理或者利用化学反应的蚀刻处理都可以执行。
接下来，将描述根据本发明的第三实施例的表面处理方法。
图6A至6D是根据本实施例的表面处理方法的处理图。
应注意的是，图6B和6D分别是图6A中所示的部分B和图6C中所示的部分D的放大图。
在构造和操作方面，本实施例基本与上述实施例相同。与上述实施例中的构造和操作相同的构造和操作的特征因此将不再描述，而在下面仅描述与第一实施例不同的特征。
首先，在静电卡盘42的表面上形成由陶瓷(诸如氧化铝)制成并在其上具有多个突起51a的热喷涂膜51(图6A)(压纹处理)。这样形成的每个突起51a(压纹)的顶部不是平坦的，而是不均匀的(图6B)。
然后，其上已经形成有突起51a的表面(图6B)经受图6C中所示的平滑化步骤。结果，每个突起51a的顶部被研磨，并且如图6D所示的每个突起51a的表面的顶表面层被平滑化。图6D中所示的表面具有多个突起51a和在相邻突起51a之间形成的多个凹部，其中每个突起51a都具有平滑的顶部。
根据本实施例的表面处理方法，每个均具有平滑的顶部的多个突起51a和相邻突起51a之间的多个凹部可在静电卡盘42的吸附表面的顶表面层中形成。在静电卡盘42中，晶片W和静电卡盘42的吸附表面(即在突起51a的顶部的平坦表面)之间的实际接触面积可以得到增加，而且CF系沉积物D可被压到凹部中。应注意的是，本实施例在静电卡盘42是JR型静电卡盘，或由高介电常数材料制成的绝缘部件组成的库仑型静电卡盘的情况中是有效的，并且在静电卡盘42是突起和晶片W之间的接触面积非常小(例如不大于百分之几)的静电卡盘的情况中特别有效。
接下来，将描述根据上述实施例的表面处理方法中的平滑化步骤的变型。
图7A是有助于说明根据上述实施例的表面处理方法中的平滑化步骤的第一变型的图。
如图7A所示，表面上喷涂了其中粒径基本上等于或小于热喷涂膜51(诸如氧化铝)的材料的粒径的磨粒与润滑剂混合的浆料63的精磨板62与静电卡盘42的表面接触。此时，负荷(图7A中由白色箭头指示)被施加到精磨板62上，并且静电卡盘42也绕着图7A中由交替的长虚线和短虚线示出的旋转轴旋转。结果，静电卡盘42的表面上的热喷涂膜51被研磨，并且静电卡盘42的表面的顶表面层被平滑化。具体地，顶表面层中山状部分的顶部被除去。
本变型可使用与在根据本发明第二实施例的表面处理方法中所使用的精磨板相同的精磨板或与其相同类型的精磨板来实现。在这种情况下，在平滑化步骤中，使用比平坦化步骤中所用的磨粒小的细微磨粒，并且处理用较弱的研磨力执行，即用比平坦化步骤更低的负荷和更短的研磨时间来执行。
而且，如果用在根据本发明第二实施例的表面处理方法中的平滑化步骤中，则本变型更有效。在根据本发明第二实施例的表面处理方法中，整个吸附表面被处理以便在表面粗糙化步骤前的平坦化步骤中具有非常高的平坦度，并且因此即使如在本变型中那样，精磨板被用在平滑化步骤中，精磨板也可均一地接触通过表面粗糙化步骤处理的整个吸附表面。结果，整个吸附表面可以得到处理以便具有均一的表面粗糙度。
根据本变型，表面上喷涂了包含细微磨粒的浆料63的精磨板62与静电卡盘42的表面接触，使得静电卡盘42的表面的顶表面层被平滑化。因此，静电卡盘42的表面的顶表面层可以使用便宜的构造可靠地得到平滑化。
而且，在本变型中，如果使用具有比热喷涂膜51的材料硬度高的硬度的精细颗粒，则形成在静电卡盘42的表面上的热喷涂膜51可容易地得到研磨，并且因此静电卡盘42的表面的顶表面层能快速地得到平滑化。另一方面，如果使用具有比热喷涂膜51的材料硬度低的硬度的细微磨粒，则通过接触而脱离或变形的形成在静电卡盘42的表面上的热喷涂膜51的顶表面层中的破裂层可被选择性地除去，并且因此仅静电卡盘42的表面的顶表面层可被可靠地平滑化。
图7B是有助于说明根据上述实施例的表面处理方法中的平滑化步骤的第二变型的图。
如图7B所示，静电卡盘42的表面与其上设置有由聚氨酯制成的衬垫65的旋转台66的上表面接触。此时，旋转台66绕着图7B中由交替的长虚线和短虚线示出的旋转轴旋转，并且负荷(图7B中由白色箭头指示)被施加到静电卡盘42上。然后，滑动静电卡盘42，使得静电卡盘42的表面上的热喷涂膜51被研磨，并且静电卡盘42的表面的顶表面层被平滑化。具体地，顶表面层中山状部分的顶部被除去。应注意的是，浆料64被喷涂到衬垫65的上表面上，在所述浆料64中，粒径基本上等于或小于热喷涂膜51(诸如氧化铝)的材料的粒径的磨粒与润滑剂混合。
根据本变型，静电卡盘42的表面与其上喷涂了包含细微磨粒的浆料64的衬垫65接触，使得静电卡盘42的表面的顶表面层被平滑化。因此，静电卡盘42的表面的顶表面层可被精细地平滑化。
而且，根据本变型，如果使用硬度比热喷涂膜51的材料硬度高或低的细微磨粒，则可获得与上述第一变型相同的效果。
图7C是有助于说明根据上述实施例的表面处理方法中的平滑化步骤的第三变型的图。
如图7C所示，硬度比热喷涂膜51(诸如氧化铝)的材料硬度低的部件67被压在静电卡盘42的表面上。此时，滑动部件67，并且静电卡盘42也绕着图7C中由交替的长虚线和短虚线所示的旋转轴旋转，使得静电卡盘42的表面上的热喷涂膜51被研磨，并且静电卡盘42的表面的顶表面层被平滑化。具体地，顶表面层中山状部分的顶部切入到部件67中，并且已经切入到顶表面层中的顶部通过部件67的旋转力而被剪切。结果，山状部分的顶部被除去。应注意的是，硬度比氧化铝的硬度低的部件67的实例包括由硅制成的部件。
根据本变型，低硬度的部件67被压在静电卡盘42的表面上然后滑动，使得静电卡盘42的表面的顶表面层被平滑化。因此，静电卡盘42的表面的顶表面层可使用便宜的构造而被精细地平滑化。
图7D是有助于说明根据上述实施例的表面处理方法中的平滑化步骤的第四变型的图。
如图7D所示，部件68与静电卡盘42的表面接触。此时，在高负荷(图7D中由白色箭头指示)被施加到部件68后，静电卡盘42的表面上的热喷涂膜51被挤压，并且静电卡盘42的表面的顶表面层被平滑化。具体地，顶表面层中山状部分的顶部被部件68碾碎。结果，山状部分的顶部被平滑化。
根据本变型，部件68与静电卡盘42的表面接触，并且高负荷被施加到部件68，使得静电卡盘42的表面的顶表面层被平滑化。因此，静电卡盘42的表面的顶表面层可使用便宜的构造而被可靠地平滑化。应注意的是，在本变型中，施加到部件68的负荷不会破坏静电卡盘42。
图8A是有助于说明根据上述实施例的表面处理方法中的平滑化步骤的第五变型的图。
如图8A所示，晶片W被载置在静电卡盘42的表面上。然后，重复执行吸附步骤和脱离步骤，在吸附步骤中，负DC电压从DC电源70施加到静电卡盘42内的电极板69使得晶片W吸附到静电卡盘42的表面上，在脱离步骤中，停止从DC电源70施加负DC电压至电极板69使得晶片W从静电卡盘42的表面脱离。此时，静电卡盘42的表面上的热喷涂膜51被晶片W挤压，并且静电卡盘42的表面的顶表面层被平滑化。具体地，顶表面层中山状部分的顶部被晶片W碾碎，或被晶片W摩擦而得以磨损掉。结果，山状部分的顶部被平滑化。
根据本变型，晶片W载置在静电卡盘42的表面上，并且晶片W被重复地吸附到静电卡盘42的表面上并从其脱离，使得静电卡盘42的表面的顶表面层被平滑化。因此，接触晶片W的静电卡盘42的表面的顶表面层可被可靠地平滑化。
虽然在本变型中，载置在静电卡盘42的表面上的晶片W由硅(Si)、碳化硅(SiC)等制成，但优选的是，晶片W是具有高硬度的部件。而且，载置在静电卡盘42的表面上的部件不局限于晶片W，而可以是能够被静电吸附到静电卡盘42的表面上并从其上脱离的任何部件(待处理的部件)。
图8B是有助于说明根据上述实施例的表面处理方法中的平滑化步骤的第六变型的图。
如图8D所示，晶片W载置在静电卡盘42的表面上，并且负DC电压从DC电源70施加到静电卡盘42内的电极板69，使得晶片W吸附到静电卡盘42的表面上。然后，重复执行加热步骤和冷却步骤，在加热步骤中，加热元件71(诸如灯)加热晶片W使得晶片W热膨胀，在冷却步骤中，预定温度的冷却剂(例如冷却水或Galden(注册商标)流体)从冷却器单元(未示出)供应到静电卡盘42内的冷却剂腔室73中，并且晶片W通过冷却剂的温度或者通过覆盖静电卡盘42的外周的冷却套72冷却，使得晶片W收缩。此时，静电卡盘42的表面上的热喷涂膜51通过晶片W的热膨胀和收缩而被研磨，并且静电卡盘42的表面的顶表面层被平滑化。
根据本变型，晶片W被载置并吸附在静电卡盘42的表面上，并且晶片W重复地热膨胀和收缩，使得静电卡盘42的表面的顶表面层被平滑化。因此，接触晶片W的静电卡盘42的表面的顶表面层被精细地平滑化。
应注意的是，在本变型中，在载置在静电卡盘42的表面上的晶片W由硅(Si)等硬度比静电卡盘42的表面上所形成的热喷涂膜51的材料(例如氧化铝)的硬度低的材料制成的情况中，静电卡盘42的表面的顶表面层中山状部分的顶部切入到晶片W中并被剪切。另一方面，在本变型中，如果晶片W是碳化硅(SiC)等硬度比热喷涂膜51的材料(例如氧化铝)的硬度高的材料制成的部件，则静电卡盘42的表面的顶表面层中山状部分的顶部被晶片W摩擦。
在本变型中，也可重复地进行晶片W的吸附和脱离。而且，本变型的加热元件71可以是陶瓷加热器等，并且可直接加热晶片W。
进一步，在本变型中，可以设置这样的装置，其升起晶片W以便在研磨后除去残余物，或者旋转或更换晶片W同时重复执行加热步骤和冷却步骤。而且，为了增加静电卡盘42的表面的被处理的速度，细微磨粒可添加到晶片W和静电卡盘42的表面之间的间隙中，或者晶片W的背面可被粗糙化，使得静电卡盘42的表面上的热喷涂膜51可容易地得到研磨。而且，电沉积在晶片W背面上的磨粒可用作研磨部件。而且，载置在静电卡盘42的表面上的部件不局限于是晶片W，而可以是能够静电吸附在静电卡盘42的表面上并从其上脱离的任何部件(处理的部件)。
通过上述实施例的表面处理方法中的平滑化步骤，静电卡盘42的表面的顶表面层被平滑化，并且静电卡盘的表面上的破裂层得以除去。结果，可防止通过晶片W和静电卡盘42的表面之间的接触而出现颗粒。
而且，本发明不仅可应用于表面上形成有热喷涂膜的基板载置台，而且可应用于表面由通过烧结等形成的陶瓷制成的基板载置台。

Claims (25)

1.一种基板载置台，其布置在对基板执行处理的基板处理设备中并具有在其上载置基板的基板载置表面，其中：
基板载置表面的算术平均粗糙度(Ra)不小于第一预定值，并且基板载置表面的初期磨损高度(Rpk)不大于第二预定值。
2.如权利要求1所述的基板载置台，其中所述第一预定值为0.45。
3.如权利要求1所述的基板载置台，其中所述第二预定值为0.35。
4.如权利要求1所述的基板载置台，其中所述基板载置表面的粗糙度曲线偏斜度(Rsk)不大于-1.5。
5.如权利要求1所述的基板载置台，其中所述基板载置表面的粗糙度曲线的相对负荷长度率(Rmr(-1.5μm))不小于50％。
6.如权利要求1所述的基板载置台，其中所述基板载置表面的粗糙度曲线的相对负荷长度率(Rmr(-0.5μm))不小于5％。
7.如权利要求1所述的基板载置台，其中所述基板载置表面的最大高度粗糙度(Rz)不小于3。
8.如权利要求1所述的基板载置台，其中通过将所述基板载置表面的核心部分高度差(Rk)和油积存深度(Rvk)加在一起而获得的值不小于2。
9.如权利要求1所述的基板载置台，其中所述基板载置表面的算术平均波纹度(Wa)不小于0.07。
10.如权利要求1所述的基板载置台，其中所述基板载置表面的最大高度波纹度(Wz)不小于0.4。
11.一种基板载置台，其布置在对基板执行处理的基板处理设备中并具有在其上载置基板的基板载置表面，其中：
基板载置表面具有与基板接触的多个突起，并且基板载置表面的初期磨损高度(Rpk)不大于预定值。
12.一种用于基板载置台的基板载置表面的表面处理方法，所述基板载置台布置在对基板执行处理的基板处理设备中并且基板被载置在所述基板载置台上，所述表面处理方法包括：
处理基板载置表面使得基板载置表面的算术平均粗糙度(Ra)不小于第一预定值的处理步骤；以及
对在所述处理步骤中处理的基板载置表面进行处理使得基板载置表面的初期磨损高度(Rpk)不大于第二预定值的平滑化步骤。
13.如权利要求12所述的表面处理方法，其中所述第一预定值为0.45。
14.如权利要求12所述的表面处理方法，其中所述第二预定值为0.35。
15.如权利要求12所述的表面处理方法，其中所述处理步骤包括平坦化所述基板载置表面的平坦化步骤，和粗糙化在所述平坦化步骤中平坦化的基板载置表面的粗糙化步骤。
16.如权利要求12所述的表面处理方法，其中在所述平滑化步骤中，使用从磨带、精磨板和衬垫中选择的一个部件来执行精磨处理，所述磨带、精磨板和衬垫都涂布有粒径等于或小于所述基板载置表面的材料的粒径的细微磨粒。
17.如权利要求12所述的表面处理方法，其中在所述平滑化步骤中，将硬度比所述基板载置表面的材料的硬度低的部件压在所述基板载置表面上，并滑动该部件。
18.如权利要求12所述的表面处理方法，其中在所述平滑化步骤中，将硬度比所述基板载置表面的材料的硬度高的部件压在所述基板载置表面上，并滑动该部件。
19.如权利要求12所述的表面处理方法，其中在所述平滑化步骤中，执行将按压部件重复地或以预定压力压在所述基板载置表面上的压缩处理。
20.如权利要求12所述的表面处理方法，其中所述基板载置台包括静电卡盘，该静电卡盘将待处理的基板或部件吸附到其上，并且
在所述平滑化步骤中，将待处理的基板或部件载置在所述基板载置表面上，并且静电卡盘将待处理的基板或部件吸附到其上。
21.如权利要求12所述的表面处理方法，其中所述基板载置台包括静电卡盘，该静电卡盘将待处理的基板或部件吸附到其上，并且
在所述平滑化步骤中，重复地执行加热步骤和冷却步骤，在所述加热步骤中，将待处理的基板或部件载置在所述基板载置表面上，并加热待处理的基板或部件，使得待处理的基板或部件热膨胀，在所述冷却步骤中，冷却待处理的基板或部件使得待处理的基板或部件收缩。
22.如权利要求20所述的表面处理方法，其中在所述平滑化步骤中，所述静电卡盘还重复地使所述待处理的基板或部件附着在其上和从其上脱离。
23.如权利要求20所述的表面处理方法，其中所述待处理的基板或部件的硬度比所述基板载置表面的材料的硬度高。
24.如权利要求20所述的表面处理方法，其中所述待处理的基板或部件的硬度比所述基板载置表面的材料的硬度低。
25.一种用于基板载置台的基板载置表面的表面处理方法，所述基板载置台布置在对基板执行处理的基板处理设备中并且基板被载置在所述基板载置台上，所述表面处理方法包括：
处理基板载置表面使得基板载置表面的初期磨损高度(Rpk)不大于预定值的平滑化步骤，
其中基板载置表面具有与基板接触的多个突起。
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