CN110892510B - 保护件用环 - Google Patents

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Abstract

提供一种将多个硅构件接合而成的保护件用环。在用于对基板进行等离子体处理的基板处理装置的收纳所述基板的处理室内设置的保护件用环(32)，其特征在于，具备3个以上硅构件(34、36、38)、以及将所述硅构件(34、36、38)彼此接合的接合部(39)，所述接合部(39)含有氧化硼。

Description

保护件用环
技术领域
本发明涉及保护件用环。
背景技术
作为LSI等半导体集成器件制造中的基板处理装置，采用利用等离子体的干式蚀刻装置。干式蚀刻装置具有圆筒形状的真空室。作为蚀刻对象的晶圆配置在平面电极的阴极上，在向真空室内导入了蚀刻气体的状态下，通过高频振荡器向对电极(阳极)与阴极之间施加高频电压，由此在电极之间产生蚀刻气体的等离子体。作为等离子体中的活性气体的正离子入射晶圆表面进行蚀刻。
在干式蚀刻装置的真空室内，使用各种环状的构件。作为代表性的环状的构件，有将作为蚀刻对象的晶圆包围的圆环形状的聚焦环、以将载置晶圆的圆柱状的基座的侧面覆盖的方式配置的环状的接地环。另外，还有在对电极的周缘部设置的环状的屏蔽环、将真空室的内壁侧面覆盖的侧壁构件等保护件(专利文献1)。
在干式蚀刻装置的真空室内部，如果使用金属制构件则会发生金属污染，因此优选使用硅制构件。聚焦环、接地环、环状的保护件，其直径需要比作为蚀刻对象的晶圆大。目前主流的300mm晶圆用的硅制构件是由直径为320mm以上的硅晶锭制作的，因此价格昂贵。特别是环状的侧壁构件，直径会达到700mm以上，有时实际上无法由硅晶锭制作。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2008-251744号公报
发明内容
硅制构件如果不是一体物，而是能够通过将多个硅构件接合而制造的话，则能够由直径较小的硅晶锭制作，因此可期待制造成本的削减等各种优点。
本发明的目的是提供将多个硅构件接合而成的保护件用环。
本发明涉及的保护件用环，是在用于对基板进行等离子体处理的基板处理装置的收纳所述基板的处理室内设置的保护件用环，其特征在于，具备3个以上硅构件、以及将所述硅构件彼此接合的接合部，所述接合部含有氧化硼。
本发明涉及的保护件用环，是在用于对基板进行等离子体处理的基板处理装置的收纳所述基板的处理室内设置的保护件用环，其特征在于，具备3个以上硅构件、以及将所述硅构件彼此接合的接合部，所述接合部是含有Al、Ga、Ge和Sn中的任一者的与硅的共晶合金，所述硅构件包含2个以上圆弧状硅构件、以及在横跨所述圆弧状硅构件彼此的位置被嵌入的嵌入式硅构件，在所述圆弧状硅构件与所述嵌入式硅构件之间，设有将所述圆弧状硅构件与所述嵌入式硅构件接合的所述接合部。
根据本发明，能够将从比保护件用环的外径小的硅晶锭切取的多个硅构件组合来制造保护件用环。因此，保护件用环不需要使用比保护件用环的外径大的硅晶锭，从而能够相应地降低成本。
附图说明
图1是示意性地表示具备由第1实施方式涉及的保护件用环制作出的硅制零件的干式蚀刻装置的结构的截面图。
图2是表示第1实施方式涉及的保护件用环的立体图。
图3是表示第1实施方式涉及的对接面的截面图。
图4是示意性地表示制造保护件用环的装置的截面图。
图5是表示第1实施方式的变形例的截面图。
图6是表示第2实施方式涉及的保护件用环的立体图。
图7是表示第2实施方式涉及的对接面的截面图，图7A是第1环体的对接面，图7B是第2环体的对接面。
图8是表示第2实施方式的变形例的截面图，图8A是变形例(1)，图8B是变形例(2)。
图9是表示第3实施方式涉及的保护件用环的立体图，图9A是上表面侧，图9B是下表面侧。
图10是表示第3实施方式涉及的对接面的截面图。
图11是表示嵌入式硅构件的平面图，图11A是变形例(1)，图11B是变形例(2)。
图12是表示第3实施方式涉及的对接面的变形例的截面图，图12A是变形例(1)，图12B是变形例(2)。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
1.第1实施方式
(1)整体结构
图1所示的干式蚀刻装置10，具备作为处理室的真空室12、上部电极板14和基台16。真空室12为大致圆筒形状，内部具有被圆筒形状的侧壁包围的处理空间31。真空室12的侧壁的内表面被侧壁构件13覆盖。真空室12的上壁的上部电极板14的周围的内表面被上壁构件17覆盖。侧壁构件13和上壁构件17是用于保护真空室12的暴露于等离子体中的内壁的环状的构件，由硅形成。
真空室12设有将真空室12内沿高度方向划分的挡板25。在被挡板25划分的真空室12内的下侧形成有排气空间26，在上侧形成有处理空间31。挡板25是用于防止蚀刻气体逆流的保护构件，由硅形成。挡板25具有环状的主体，主体具有在厚度方向上贯通的流通路27。如该图所示，挡板25设置在真空室12内的高度方向的大致中央。
上部电极板14是圆板状的构件，被固定在真空室12内的上部。上部电极板14的周缘部被保护环20覆盖。在上部电极板14与保护环20之间，设有由石英形成的屏蔽环21。保护环20是用于在上部电极板14周边产生的等离子体中保护真空室12的内壁的构件，由硅形成。保护环20有时也会接地。该图中，保护环20的真空室12内侧的表面比屏蔽环21更突出，并且高度与上壁构件17相同。上部电极板14具有在厚度方向上贯通的多个贯通孔15。上部电极板14与未图示的高频电源电连接。上部电极板14与供气管24连接。
从供气管24供给的蚀刻气体，从上部电极板14的贯通孔15向真空室12内流入。流入真空室12内的蚀刻气体，通过流通路27向排气空间26流入，从排出口28向外部排出。
基台16设置在真空室12内的挡板25的上侧即处理空间31内，其周围被接地环30包围。接地环30由硅形成，并且接地。在基台16上设有聚焦环18。聚焦环18由硅形成，在内侧的一整周形成有用于支持晶圆22的周缘的凹部19。聚焦环与施加用于使蚀刻处理中的等离子体稳定的电压的电源电连接。在聚焦环18的周围可以设置保护聚焦环18的侧面的覆盖环23。覆盖环23由石英形成，在内侧的一整周形成有用于支持聚焦环18的周缘的凹部33。
干式蚀刻装置10通过上部电极板14供给蚀刻气体，当从高频电源施加高频电压时，会在上部电极板14与晶圆22之间产生等离子体。利用该等离子体对晶圆22的表面进行蚀刻。
本实施方式涉及的保护件用环，能够应用于作为硅制构件的侧壁构件13、上壁构件17、保护环20、挡板25。保护件用环不限定于上述硅制构件。保护件用环可以应用于除了作为电极用环的聚焦环18和作为电极用环的接地环30以外、在干式蚀刻装置10的真空室12内设置的环制构件。保护件用环可以设为内径为320mm以上、外径为800mm以下左右。
作为一例，对作为保护环20用的构件的本实施方式涉及的保护件用环进行说明。如图2所示，保护件用环32具备多个(本图中为3个)第1硅构件34、36、38。再者，以下的说明中，在不特意区分多个第1硅构件34、36、38的情况下，统称为硅构件。硅构件为圆弧状，在作为长度方向的端面的对接面37A，经由接合部(本图中未图示)沿一个方向接合，由此呈环状地一体化。硅构件可以是单晶也可以是多晶，对于其制造方法、纯度、晶体取向等没有限定。对于硅构件的大小没有特别限定，例如可以为厚度1mm以上且100mm以下、宽度10mm以上且100mm以下左右。
如图3所示，在硅构件彼此的对接面37A，设有接合部39和硅粘接部40。图3示出第1硅构件34、36之间的对接面37A。图中箭头的方向表示保护件用环32的半径方向的外侧方向。
接合部39设置在除了与对接面37A的外缘相距几mm的范围之外的中央部分，优选为除了相距1mm以上的范围之外的中央部分。接合部39是包含能够与硅形成共晶合金的金属的与硅的共晶合金。能够与硅形成共晶合金的金属是Al、Ga、Ge和Sn中的任一者(以下也称为“合金形成金属”)。Al、Ga、Ge和Sn在硅晶体中的扩散系数低，硅构件内的扩散少，难以形成会成为电气问题的深能级(deep level)，并且没有环境问题，因此优选。Al的价格低，因此最优选。关于合金形成金属的纯度，只要能够与硅形成共晶就不特别限定，优选为98％以上。
硅粘接部40设置在对接面37A的外缘，将对接面37A之间堵塞。硅粘接部40优选设置在不与真空室12、上壁构件17和屏蔽环21相接，在真空室12内露出并且在干式蚀刻时暴露于等离子体中的部分，即对接面37A的外缘之中、保护件用环32的上表面侧。另外，硅粘接部40更优选除了对接面37A的外缘之中的上表面侧以外还设置在内周面侧。硅粘接部40通过将被等离子体照射的对接面37A之间堵塞，能够防止接合部39的共晶合金露出。
(2)制造方法
接着，对制造保护件用环32的方法进行说明。首先，对硅构件进行表面处理。具体而言，通过研削和研磨等对硅构件的表面进行加工，优选形成为镜面。可以利用氢氟酸与硝酸的混合液等对硅构件的表面进行蚀刻。作为混合液，可以使用JIS标准H0609规定的化学研磨液(氢氟酸(49％):硝酸(70％):醋酸(100％)＝3:5:3)等。
然后，将3个第1硅构件34、36、38呈环状排列。在第1硅构件34、36、38彼此的对接面37A彼此之间配置合金形成金属箔。合金形成金属箔的厚度优选较薄，这是由于熔解所需的能量少。合金形成金属箔为了得到接合强度，优选为0.1～100μm，更优选为0.5～20μm。合金形成金属箔如果比上述下限值薄，则在将合金形成金属箔配置于接合面时容易破损。合金形成金属箔如果比上述上限值厚，则容易产生与硅的接合不充分的部分。
接着，从硅构件的外侧进行加热，生成包含硅和合金形成金属的熔解物。对于加热方法没有特别限定，可以通过电阻加热、光加热等进行。从能够容易地移动加热部位、并且容易根据供给的电力使加热量变化出发，优选光加热，例如使用各种灯、激光。
本实施方式中，可以使用图4所示的装置。本图所示的装置，具备至少一个灯42和作为将该灯42射出的光进行集光的集光部的椭圆镜44。作为灯42，可以使用红外线晶体生长装置通常采用的氙气灯、卤素灯。输出优选为1～30kW左右。
加热只要从对接面37A的外侧进行即可，不限于与硅构件垂直的方向，也可以是斜向。通过加热，首先使合金形成金属箔熔解，生成金属熔解物。接着，与该金属熔解物接触的硅构件的对接面37A被该金属熔解物侵入，生成含硅的熔解物。当停止加热使温度降低时，该熔解物一边形成包含共晶的合金相一边凝固，完成接合。例如，在使用Al箔作为合金形成金属箔的情况下，可以通过直到800℃左右的加热充分地将硅构件彼此接合。
集光区域通常为直径10～30mm左右。集光区域，通过将灯42的发光位置从椭圆镜44的焦点移开，扩大成为30～100mm左右。通过集光区域扩大，能够扩大加热范围。优选使集光区域对对接面37A的保护件用环32的上表面的整个区域进行扫描加热。
然后，使包含硅和合金形成金属的熔解物冷却固化，由此生成包含共晶合金的接合部39。在合金形成金属是Al的情况下，当冷却至大约577℃时，生成包含Al-硅共晶物(12.2原子％的Al)的接合部39。冷却速度会根据所使用的合金形成金属而有所不同，在使用Al作为合金形成金属的情况下，优选控制为10～100℃/分钟。如果冷却速度低于所述下限值，则冷却时间增长，效率变差。如果冷却速度大于所述上限值则具有在接合部39中残留应变的倾向。冷却速度可以通过下述方式进行控制：在合金形成金属箔的熔解完成后，使加热手段的输出缓缓降低，在推测接合部39的温度低于共晶物的熔解温度时停止加热。这样的加热温度的控制，例如可以在硅构件彼此之间设置形状与实际贴合的硅构件相同的热电偶，预先测定加热手段的功率与温度的关系，基于该测定结果进行。
上述由加热生成熔解物、由冷却生成含共晶合金的接合部39，为了防止合金形成金属和硅的氧化，优选在10～200torr(大约1333～26664Pa)的氩气气氛的腔室内进行。也可以不使用氩气，通过减压来防止氧化，但减压会引起硅的蒸发，有时会污染腔室内，因此不优选。另外，也可以通过氮气来防止氧化，但在1200℃以上会引起硅的氮化，因此不优选。
接着，对硅粘接部40进行说明。第1硅构件34、36、38彼此的对接面37A之间的硅粘接部40，是将对接面37A附近的硅加热而熔解形成的。首先，调整灯位置，使椭圆镜44的焦点位置与灯42的发光部的位置一致，通过将硅构件的上表面的高度调整成为椭圆镜44的另一个焦点位置，使照射位置的椭圆镜44的扩散成为大约3mm。在该状态下，使椭圆镜44与对接面37A的位置匹配，提高灯42的功率。当加热开始时，对接面37A的上表面侧熔解，生成硅熔解物。具体而言，在灯额定功率的60％时，表面开始熔解(推定表面温度为1420℃)，在灯额定功率的90％时，硅熔解物流入对接面37A之间，堵塞对接面37A之间的一部分。在该状态下，使椭圆镜44沿着对接面37A以一定的速度、例如5mm/分钟的速度扫描，由此能够将对接面37A之间利用熔解硅填埋、堵塞。优选使椭圆镜44遍及对接面37A的外缘之中保护件用环32的上表面侧和内周面侧进行扫描加热。
然后，将熔解的对接面37A的上表面冷却，使硅熔解物跟随硅构件的晶体而结晶化。具体而言，花费2分钟将灯42的功率降低至硅熔解物开始凝固的灯额定功率的55％，以该状态保持5分钟。
通过上述步骤，能够在整个对接面37A，同样地形成接合部39和硅粘接部40，由此将第1硅构件34、36、38彼此接合，形成保护件用环32。
如上所述得到的保护件用环32成为保护环20。保护环20以将在对接面37A设有硅粘接部40的上表面朝下，使下表面与真空室12的上壁接触的方式，安装于上部电极板14的周缘部。
保护件用环32可以通过将从比侧壁构件13、上壁构件17、保护环20、挡板25的外径小的晶圆用硅晶锭切取的3个以上硅构件组合来制造。因此，保护件用环32不需要使用比侧壁构件13、上壁构件17、保护环20、挡板25的外径大的晶圆用硅晶锭，能够相应地降低成本。
本实施方式涉及的保护件用环32，在对接面37A设有硅粘接部40，因此能够防止接合部39的共晶合金露出。所以，保护件用环32即使在真空室12内被等离子体照射，也能够通过共晶合金来防止真空室12内被污染。
本实施方式中，对硅粘接部40设置于对接面37A的外缘之中保护件用环32的上表面侧和内周面侧的情况进行了说明，但本发明不限于此。硅粘接部40可以设置在对接面37A的外缘之中上表面侧和外周面侧，也可以设置在对接面37A的外缘的一整周。
本实施方式中，对在第1硅构件34、36、38彼此的对接面37A之间设有硅粘接部40的情况进行了说明，但本发明不限于此。如图5所示，也可以不在对接面37B之间设置硅粘接部。
2.第2实施方式
接着，对第2实施方式涉及的保护件用环进行说明。再者，对与上述第1实施方式同样的结构附带相同的标记并省略说明。图6所示的保护件用环46具备第1环体32和第2环体47。第1环体32与上述第1实施方式的保护件用环相同。第2环体47具备多个(本图中为3个)第2硅构件48、50、52。为了便于说明，第2硅构件48、50、52改变了标记，但与第1硅构件34、36、38相同。第1环体32和第2环体47在硅构件彼此的对接面37A沿圆周方向错开的状态下，在接合面54A中以同轴重叠。
如图7A、7B所示，在第1硅构件34、36、38彼此的对接面37A之间，设有接合部39和硅粘接部40。图7A中示出第1硅构件34、36之间的对接面37A，图7B中示出第2硅构件48、52之间的对接面37A。图中箭头的方向表示保护件用环46的半径方向的外侧方向。接合部39设置在除了与对接面37A的外缘相距几mm的范围之外的中央部分，优选为除了相距1mm以上的范围之外的中央部分。另外，在第1环体32与第2环体47的接合面54A也设有接合部55。再者，在第2硅构件48、50、52彼此的对接面37A也可以设置接合部39。
硅粘接部40设置在对接面37A的外缘以及第1环体32与第2环体47的接合面54A的外缘。在应用于保护环20的情况下，硅粘接部40优选设置在不与真空室12、上壁构件17和屏蔽环21相接，在真空室12内露出的部分，即保护件用环46的上表面侧和内周面侧。具体而言，硅粘接部40优选设置在第1环体32的对接面37A的外缘之中保护件用环46的上表面侧和内周面侧、第2环体47的对接面37A的外缘之中保护件用环46的内周面侧、接合面54A的外缘之中保护件用环46的内周面侧57。保护环20以将在对接面37A设有硅粘接部40的上表面朝下、使下表面与真空室12的上壁接触的方式，安装于上部电极板14的周缘部。
像这样，硅粘接部40将第1硅构件34、36、38彼此和第2硅构件48、50、52彼此的对接面37A之间、以及第1环体32和第2环体47的接合面54A之间堵塞。
接着，对本实施方式的保护件用环46的制造方法进行说明。再者，对与上述第1实施方式同样的工序适当省略说明。首先，将表面处理后的3个第2硅构件48、50、52呈环状排列。然后，在第2硅构件48、50、52的上表面配置合金形成金属箔。接着，在合金形成金属箔上放置3个第1硅构件34、36、38。在3个第1硅构件34、36、38彼此之间配置合金形成金属箔。第1硅构件34、36、38相对于之前配置的第2硅构件48、50、52，错开长度方向的长度的一半而进行配置。如上所述，成为在第2硅构件48、50、52上，隔着合金形成金属箔层叠有第1硅构件34、36、38的状态。
然后，从第1硅构件34、36、38侧加热，在第1环体32与第2环体47之间、以及第1硅构件34、36、38彼此的对接面37A之间生成包含硅和合金形成金属的熔解物，形成接合部39、55。加热条件、冷却条件可以与上述第1实施方式相同。
接着，将第1环体32和第2环体47的对接面37A之间以及接合面54A之间的硅加热熔解，形成硅粘接部40。
本实施方式的保护件用环46，在对接面37A之间以及接合面54A之间设有硅粘接部40，因此能够得到与上述第1实施方式同样的效果。
本实施方式中，对硅粘接部40设置在第1环体32的对接面37A的外缘之中保护件用环46的上表面侧和内周面侧、第2环体47的对接面37A的外缘之中保护件用环46的内周面侧、接合面54A的外缘之中保护件用环46的内周面侧57的情况进行了说明，但本发明不限于此。硅粘接部40可以设置在第1环体32的对接面37A的外缘之中上表面侧和外周面侧，也可以设置在对接面37A的外缘之中上表面侧、内周面侧和外周面侧。另外，硅粘接部40可以设置在第2环体47的对接面37A的外缘之中保护件用环46的外周面侧、接合面54A的外缘之中保护件用环46的外周面侧，也可以设置在接合面54A的外缘的一整周。
本实施方式中，对在第1环体32和第2环体47的对接面37A之间、以及接合面54A之间设有硅粘接部40的情况进行了说明，但本发明不限于此。如图8A、8B所示，也可以不在对接面37B之间和接合面54B之间设置硅粘接部。
3.第3实施方式
接着，对第3实施方式涉及的保护件用环进行说明。图9A、9B所示的保护件用环56具备多个(本图中为3个)第1硅构件58、60、62、以及在横跨第1硅构件58、60、62彼此的位置被嵌入的多个(3各)嵌入式硅构件64A。嵌入式硅构件64A设置在保护件用环56的被等离子照射一侧的相反侧，本图中为下表面侧。
嵌入式硅构件64A优选由与硅构件相同的材料形成。嵌入式硅构件64A的四角优选进行R加工(圆弧加工)。嵌入式硅构件64A通过四角进行R加工，能够防止缺损等损伤。R优选为3mm以上。
嵌入式硅构件64A的下表面优选形成为与硅构件的下表面大致相同的高度。嵌入式硅构件64A的厚度优选为硅构件的厚度的20～80％，更优选为40～60％。
嵌入式硅构件64A由矩形的板状构件构成，在平面图中优选为不从保护件用环56突出的尺寸。嵌入式硅构件64A的长度方向的长度优选为保护件用环56的外周长度的2～10％。
更具体的硅构件的尺寸，可以设为将内周直径为330mm、外周直径为400mm、厚度为10mm的环三等分得到的尺寸。嵌入式硅构件64A可以设为长度62mm、宽度25mm、4角实施了5mm的R加工、厚度5mm。在硅构件的下表面形成的孔，设为与硅的小片的形状相对应的形状，深度设为5mm。该情况下，嵌入式硅构件64A的厚度为硅构件的厚度的50％，嵌入式硅构件64A的长度方向的长度为保护件用环56的外周长度的5％。
如图10所示，在硅构件的下表面，在长度方向的端部形成有具有底面的孔。图10示出第1硅构件58、60之间的对接面63A。图中箭头方向表示保护件用环56的半径方向的外侧方向。嵌入式硅构件64A嵌入该孔中。在嵌入式硅构件64A的上表面与第1硅构件(孔的底面)之间设有接合部68。在第1硅构件58、60、62彼此的对接面63A之间，优选设置硅粘接部70。在应用于保护环20的情况下，硅粘接部70优选设置在对接面63A的外缘之中保护件用环56的上表面侧和内周面侧。保护环20以将设有硅粘接部70的上表面朝下、使下表面与真空室12的上壁接触的方式，安装于上部电极板14的周缘部。
本实施方式涉及的保护件用环56，从硅构件的上表面侧加热，生成包含硅和合金形成金属的熔解物，由此能够形成接合部68。另外，对接面63A的硅粘接部70，可以采用与上述第1实施方式同样的方法形成。
本实施方式的保护件用环56，通过设有嵌入式硅构件64A，能够增大硅构件彼此之间的接合面积，因此能够进一步增大机械强度。另外，保护件用环56通过利用硅粘接部70将对接面63A之间堵塞，能够得到与上述第1实施方式同样的效果。
嵌入式硅构件64A不必须为矩形，例如图11A、11B所示，可以是椭圆形的嵌入式硅构件64B(图11A)、圆弧状的嵌入式硅构件64C(图11B)。另外，嵌入式硅构件64B、64C的长度方向端部如该图所示可以为半圆形。
本实施方式中，对接合部68设置在嵌入式硅构件64A与硅构件(孔的底面)之间的情况进行了说明，但本发明不限于此。如图12A所示，也可以在硅构件彼此的对接面63B之间设置接合部72。
本实施方式中，对硅粘接部70设置在对接面63A的外缘之中保护件用环56的上表面侧和内周面侧的情况进行了说明，但本发明不限于此。硅粘接部70可以设置在对接面63A的外缘之中上表面侧和外周面侧，也可以设置在对接面63A的外缘的一整周。
另外，本实施方式中，对在第1硅构件58、60、62彼此的对接面63A之间设有硅粘接部70的情况进行了说明，但本发明不限于此。如图12B所示，在对接面63C之间可以不设置硅粘接部。
4.变形例
本发明不限定于上述实施方式，可以在本发明的主旨范围内适当变更。
上述实施方式中，对接合部包含合金形成金属的情况进行了说明，但本发明不限于此，也可以设为包含氧化硼。关于接合部包含氧化硼的情况下的保护件用环的制造方法，以下以接合面为例进行说明。
首先，与上述实施方式同样地将进行了表面处理的3个硅构件呈环状排列。接着，将该硅构件加热至第1温度(180～280℃)，向硅构件的接合面的至少一部分供给由粒子状的硼酸(B(OH)3)构成的起始原料。硅构件可以通过使用一般的电阻加热器的加热手段进行加热。接合面的温度为180～280℃，因此在该接合面上发生硼酸的脱水反应。水在10～60秒左右从硼酸脱离，生成偏硼酸(HBO2)。在脱离的水中溶解偏硼酸，成为富有流动性的液体状物。
在硅构件的温度过低的情况下，无法使水从硼酸脱离而得到偏硼酸。另一方面，如果硅构件的温度过高，则水会迅速从硼酸脱离。由此，供给到硅构件的接合面的硼酸会飞散，或立即生成固化了的偏硼酸。如果第1温度为180～280℃，则能够更切实地得到偏硼酸。第1温度优选为200～240℃。
作为粒子状的硼酸构成的起始原料，可以原样使用直径为0.1～2mm的颗粒状的市售品。通过将直径为0.1～2mm的硼酸构成的起始原料向加热至第1温度的硅构件的上表面供给，能够形成后述的包含偏硼酸的层。硼酸优选向硅构件的上表面的一部分少量逐次地供给。
将水从硼酸脱离而产生的液体状物用抹刀延展，得到包含偏硼酸的层。如上所述，向硅构件的接合面少量逐次地供给作为起始原料的硼酸，每次都将产生的液体状物延展，由此在接合面上形成均匀的包含硼酸的层。作为抹刀，通过使用将晶圆切断而得到的抹刀，能够避免杂质混入包含偏硼酸的层。
包含偏硼酸的层的厚度优选为1mm以下，更优选为0.1～0.5mm。包含偏硼酸的层的厚度越薄，在之后的工序中加热时，越能够抑制由脱水反应导致的气泡的产生。包含偏硼酸的层的厚度可以通过控制供给的作为起始原料的硼酸的量来调整。
将在接合面上形成有包含偏硼酸的层的硅构件加热，升温至第2温度(500～700℃)。其结果，水进一步从偏硼酸脱离，得到包含氧化硼(B2O3)的熔融物。在第2温度过高的情况下，在之后的工序中冷却时，由于氧化硼与硅的热膨胀系数的差异，硅构件有可能发生开裂。如果第2温度为500～700℃，则能够更切实地得到包含氧化硼的熔融物。第2温度优选为550～600℃。
夹着在硅构件的接合区域生成的包含氧化硼的熔融物，将进行了表面处理的另一硅构件压接。对于压接时的压力不特别限定，可以适当设定。在硅构件的宽度为30mm左右的情况下，可以夹着隔热件用手按压，将硅构件与另一硅构件接合。
通过使氧化硼的熔融物固化，硅构件和另一硅构件通过氧化硼的层而被接合。熔融物例如通过在室温下放置而固化。如上所述生成接合部，由此能够制造保护件用环。
包含偏硼酸的层可以不形成在硅构件的接合面的整个区域，而是沿着接合面的外缘形成为框状。框状的包含偏硼酸的层的宽度可以为5～10mm。在框状的包含偏硼酸的层的内侧的区域，配置合金形成金属箔。在将合金形成金属箔配置在内侧的区域之前，可以将框状的包含偏硼酸的层冷却，研磨表面减小厚度。在硅构件的接合面上形成框状的包含偏硼酸的层，并配置合金形成金属箔后，配置另一硅构件，加热至共晶温度以上且700℃以下。通过加热，合金形成金属与硅形成共晶，由此能够将硅构件彼此更牢固地接合。在此形成的共晶合金，被框状的氧化硼的层包围。另外，在接合面的外缘设置硅粘接部，由于能够得到与上述第1实施方式同样的效果。
附图标记说明
10 干式蚀刻装置(基板处理装置)
12 真空室(处理室)
32、46、56 保护件用环
34、36、38、58、60、62 第1硅构件
37A、37B 对接面
39、55、68、72 接合部
40、70 硅粘接部
48、50、52 第2硅构件
54A、54B 接合面
63A、63B、63C 对接面
64A、64B、64C 嵌入式硅构件

Claims (6)

1.一种保护件用环，是在用于对基板进行等离子体处理的基板处理装置的收纳所述基板的处理室内设置的保护件用环，其特征在于，
具备3个以上硅构件、以及将所述硅构件彼此接合的接合部，
所述接合部由氧化硼构成。
2.根据权利要求1所述的保护件用环，其特征在于，
所述硅构件包含沿一个方向对接的第1硅构件和第2硅构件、以及嵌入式硅构件，
所述第1硅构件和所述第2硅构件分别为圆弧状，具有上表面和下表面，并在所述下表面的长度方向的端部具有孔，所述孔具有底面，
所述嵌入式硅构件在横跨所述第1硅构件和与所述第1硅构件对接的所述第2硅构件的位置被嵌入，其是板状部件，被嵌入所述第1硅构件的孔和所述第2硅构件的孔，
所述接合部将所述第1硅构件、所述第2硅构件、所述嵌入式硅构件接合，其设置在所述第1硅构件的孔的底面与所述嵌入式硅构件的上表面之间、以及所述第2硅构件的孔的底面与所述嵌入式硅构件的上表面之间。
3.一种保护件用环，是在用于对基板进行等离子体处理的基板处理装置的收纳所述基板的处理室内设置的保护件用环，其特征在于，
具备3个以上硅构件、以及将所述硅构件彼此接合的接合部，
所述接合部是含有Al、Ga、Ge和Sn中的任一者的与硅的共晶合金，
所述硅构件包含沿一个方向对接的第1硅构件和第2硅构件、以及嵌入式硅构件，
所述第1硅构件和所述第2硅构件分别为圆弧状，具有上表面和下表面，并在所述下表面的长度方向的端部具有孔，所述孔具有底面，
所述嵌入式硅构件在横跨所述第1硅构件和与所述第1硅构件对接的所述第2硅构件的位置被嵌入，其是板状部件，被嵌入所述第1硅构件的孔和所述第2硅构件的孔，
所述接合部将所述第1硅构件、所述第2硅构件、所述嵌入式硅构件接合，其设置在所述第1硅构件的孔的底面与所述嵌入式硅构件的上表面之间、以及所述第2硅构件的孔的底面与所述嵌入式硅构件的上表面之间。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的保护件用环，其特征在于，
设有将所述硅构件彼此之间堵塞的硅粘接部。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的保护件用环，其特征在于，
内径为320mm以上，外径为800mm以下。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的保护件用环，其特征在于，
所述硅构件由单晶硅或多晶硅构成。
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