CN113097044A - 载置台和等离子体处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供载置台和等离子体处理装置。能够用一个密封构件保护高度不同的多个粘接层。载置台具有第1载置部、第2载置部、第1粘接层、第2粘接层以及密封构件。第1载置部用于载置基板。第2载置部低于第1载置部，用于载置包围基板的周缘的边缘环。第1粘接层粘接基台和第1载置部。第2粘接层粘接基台和第2载置部。密封构件在比第1粘接层靠上侧的位置与第1载置部接触，在比第2粘接层靠上侧的位置与第2载置部接触，并通过变形将第1载置部与第2载置部之间堵塞。
Description
技术领域
本公开涉及载置台和等离子体处理装置。
背景技术
等离子体处理装置例如包括载置台，该载置台具有用于载置处理对象的基板的载置部和在载置部的下部支承载置部的基台。对于这样的载置台，例如，载置部由陶瓷构成，基台由铝等金属构成，载置部利用粘接剂粘接于基台。对于等离子体处理装置，例如通过设置保护密封件等，从而对会因等离子体而受到损伤的粘接剂进行保护。
专利文献1：日本特表2015－515760号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供能够用一个密封构件保护高度不同的多个粘接层的载置台和等离子体处理装置。
用于解决问题的方案
本公开的一技术方案的载置台具有第1载置部、第2载置部、第1粘接层、第2粘接层以及密封构件。第1载置部用于载置基板。第2载置部低于第1载置部，用于载置包围基板的周缘的边缘环。第1粘接层粘接基台和第1载置部。第2粘接层粘接基台和第2载置部。密封构件在比第1粘接层靠上侧的位置与第1载置部接触，在比第2粘接层靠上侧的位置与第2载置部接触，并通过变形将第1载置部与第2载置部之间堵塞。
发明的效果
根据本公开，能够用一个密封构件保护高度不同的多个粘接层。
附图说明
图1是表示本公开的一实施方式的等离子体处理装置的一个例子的图。
图2是本实施方式的边缘环附近的局部放大图。
图3是本实施方式的保护对象部分的局部放大图。
图4是表示本实施方式的密封构件的一个例子的剖视图。
图5是表示在保护对象部分安装了本实施方式的密封构件的状态的一个例子的图。
图6是表示变形例的密封构件的一个例子的剖视图。
图7是表示在保护对象部分安装了变形例的密封构件的状态的一个例子的图。
具体实施方式
以下，基于附图详细地说明所公开的载置台和等离子体处理装置的实施方式。此外，公开技术并不被以下的实施方式限定。
在载置台的载置部，除了载置处理对象以外还载置包围基板的周缘的边缘环。由于边缘环与基板相比具有厚度，因此载置部的载置边缘环的部分成为比载置基板的部分低一节的构造。这样的构造能够通过以下构造而实现，例如，对于载置台的基台和载置部，将载置基板的部分和载置边缘环的部分设为能够分割的构造。然而，由于在基台和载置部的分割部分存在台阶和间隙，因此在载置基板的部分和载置边缘环的部分分别存在载置部与基台之间的粘接剂的层(以下也称作粘接层)以高度不同的状态暴露的情况。该情况下，对于高度方向上侧的载置基板的部分的粘接层，需要在从外侧向内侧紧固圆柱的方向上配置保护构件，能够使用O形密封圈等进行保护。另外，对于高度方向下侧的载置边缘环的部分的粘接层，需要在从内侧向外侧使圆筒扩展的方向上配置保护构件，而难以利用O形密封圈进行保护。于是，期待用一个密封构件保护高度不同的多个粘接层。
[等离子体处理装置1的结构]
图1是表示本公开的一实施方式的等离子体处理装置的一个例子的图。图1所示的等离子体处理装置1例如为RIE(Reactive Ion Etching：反应离子蚀刻)型的等离子体处理装置。
如图1所示，等离子体处理装置1具有金属制、例如铝或不锈钢制的圆筒形的处理容器10。处理容器10的内部成为进行等离子体蚀刻、等离子体CVD等这样的等离子体处理的处理室。处理容器10规定用于处理作为被处理体的一个例子的基板W(例如半导体晶圆)的处理空间。处理容器10接地。
在处理容器10的内部配置有圆板状的载置台11。载置台11用于载置基板W和边缘环33。载置台11具有静电卡盘25。载置台11借助由氧化铝(Al2O3)形成的筒状保持构件12支承于自处理容器10的底部向垂直上方延伸的筒状支承部13。
静电卡盘25具有用于载置基板W和边缘环33的载置部27和由铝形成的基台28。载置部27具有：第1载置部27a，其由陶瓷等电介质形成，用于载置基板W；以及第2载置部27b，其用于载置包围基板W的周缘的边缘环33。在第1载置部27a埋设有作为导电膜的吸附电极26。直流电源29经由开关30连接于吸附电极26。静电卡盘25利用自直流电源29施加于吸附电极26的直流电压产生库仑力等静电力，并利用该静电力吸附保持基板W。边缘环33由Si或SiC形成。此外，还可以在第2载置部27b也设置吸附电极来静电吸附边缘环33。静电卡盘25的外周和边缘环33的外周被绝缘体环35覆盖。
在载置台11经由匹配器21a连接有第1高频电源21。第1高频电源21对载置台11施加等离子体生成用和RIE用的第1频率(例如13MHz的频率)的高频电力。另外，在载置台11经由匹配器22a连接有第2高频电源22。第2高频电源22对载置台11施加比第1频率低的偏压施加用的第2频率(例如3MHz的频率)的高频电力。由此，载置台11也作为下部电极发挥功能。
可变直流电源31经由开关32连接于供电线路21b。在可变直流电源31和供电线路21b的连接点与第1高频电源21之间设有隔直电容器23。隔直电容器23阻断来自可变直流电源31的直流电压，而使直流电压不向第1高频电源21流动。利用自可变直流电源31施加的直流电压对边缘环33施加电压。
在基台28的内部设有例如沿周向延伸的环状的制冷剂室34。自冷却单元经由配管36、37向制冷剂室34循环供给预定温度的制冷剂、例如冷却水，而对静电卡盘25和基板W进行冷却。
另外，在静电卡盘25经由气体供给线路39连接有导热气体供给部38。导热气体供给部38经由气体供给线路39向静电卡盘25的上表面与基板W的背面之间的空间供给导热气体。作为导热气体，优选使用具有热传导性的气体、例如He气等。
在处理容器10的侧壁与筒状支承部13之间形成有排气路径14。在排气通路14的入口配设有环状的隔板15，并且在排气路径14的底部设有排气口16。在排气口16经由排气管17连接有排气装置18。排气装置18具有真空泵，将处理容器10内的处理空间减压到预定的真空度。另外，排气管17具有作为可变式蝶形阀的自动压力控制阀(Automatic PressureControl valve)(以下称作“APC”)，APC自动地进行处理容器10内的压力控制。而且，在处理容器10的侧壁安装有使基板W的送入送出口19开关的闸阀20。
在处理容器10的顶部配置有气体喷头24。气体喷头24具有电极板40和以使该电极板40能够拆装的方式支承该电极板40的电极支承体41。电极板40具有多个通气孔40a。在电极支承体41的内部设有缓冲室42，在该缓冲室42的气体导入口41a经由气体供给配管44连接有处理气体供给部43。另外，在处理容器10的周围配置有呈环状或同心状延伸的磁体45。
等离子体处理装置1的各构成要素与控制部46连接。控制部46控制等离子体处理装置1的各构成要素。作为各构成要素，例如列举排气装置18、匹配器21a、22a、第1高频电源21、第2高频电源22、开关30、32、直流电源29、31、导热气体供给部38以及处理气体供给部43等。
控制部46包括CPU46a和存储器46b，通过读取并执行储存于存储器46b的等离子体处理装置1的控制程序和处理制程，从而使等离子体处理装置1执行蚀刻等预定的处理。
对于等离子体处理装置1，例如在蚀刻处理时，首先，打开闸阀20，将基板W向处理容器10内送入，并载置于静电卡盘25上。对吸附电极26施加来自直流电源29的直流电压，使基板W吸附于静电卡盘25，另外，对基台28施加来自可变直流电源31的直流电压。由此，对边缘环33施加电压。另外，向静电卡盘25与基板W之间供给导热气体。然后，向处理容器10内导入来自处理气体供给部43的处理气体，并利用排气装置18等使处理容器10内减压。而且，自第1高频电源21和第2高频电源22向载置台11供给第1高频电力和第2高频电力。
在等离子体处理装置1的处理容器10内，利用磁体45形成朝向一方向的水平磁场，利用施加于载置台11的高频电力形成垂直方向的RF电场。由此，使自气体喷头24喷出的处理气体等离子体化，利用等离子体中的自由基、离子对基板W进行预定的等离子体处理。
[载置台11的周缘部的结构]
接着，使用图2和图3说明载置台11的周缘部的结构。图2是本实施方式的边缘环附近的局部放大图。如图2所示，载置边缘环33的第2载置部27b为比载置基板W的第1载置部27a低一节的结构。基台28为能够分割成利用第1粘接层50粘接第1载置部27a的基台28a、利用第2粘接层51粘接第2载置部27b的基台28b、以及使基台28b和边缘环33导通的基台28c的结构。基台28b与基台28c之间以及基台28c与边缘环33之间分别借助导电性构件47、48导通。导电性构件47、48也被称作电导带、螺线，为导电性的弹性构件。基台28b、28c的外周侧和边缘环33的外周侧由绝缘体环35覆盖。
第1粘接层50在第1载置部27a和基台28a的侧面暴露。另外，由于在基台28a与基台28b之间存在间隙，因此第2粘接层51在第2载置部27b和基台28b的侧面暴露。也就是说，第1粘接层50和第2粘接层51以高度不同的状态暴露。第1粘接层50和第2粘接层51例如为环氧类、硅酮类的粘接剂，包含例如硅这样的填料。为了保护这样的第1粘接层50和第2粘接层51，在本实施方式中，在作为保护对象部分的区域60配置密封构件。
图3是本实施方式的保护对象部分的局部放大图。如图3所示，在区域60中，在等离子体处理时，离子、自由基如路径61所示那样侵入进来。可知，在该情况下，只要是与第1载置部27a的面62和第2载置部27b的面63抵接的密封构件，就能够保护第1粘接层50和第2粘接层51。此外，在图3中，对于第1载置部27a与边缘环33之间等各部分的间隙，为了说明路径61而描绘得较大。
在区域60中，由于部件的公差，第1载置部27a、第2载置部27b以及基台28a、28b的彼此之间的间隔根据每个载置台11而不同。另外，有时会由于安装时的晃动和热膨胀导致彼此之间的间隔变化。因此，对于配置于区域60的密封构件，要求即使在间隔产生了变化的情况下也与内周侧的面62和外周侧的面63始终抵接。
[密封构件70的结构]
图4是表示本实施方式的密封构件的一个例子的剖视图。图4所示的密封构件70为安装于作为保护对象部分的区域60的密封构件，下部71会像状态71a所示那样弹性变形。密封构件70例如能够使用具有抗自由基性的FFKM(全氟弹性体)材料。另外，密封构件70为例如具有伸缩性且直径略小于基台28a的外周的直径的环状。此外，只要能够密封，密封构件70的直径也可以与基台28a的外周的直径相同，还可以略大于基台28a的外周的直径。
下部71的面72与第2载置部27b的面63抵接。在密封构件70的上部形成与第1载置部27a的面62抵接的凸状部73。另外，在支点74与基台28a抵接而密封构件70发生了弹性变形的情况下，该支点74成为将面72和凸状部73作为作用点时的支点。而且，密封构件70的在截面处的纵向上的尺寸大于横向上的尺寸。密封构件70通过使纵向上的尺寸大于横向上的尺寸，从而容易安装于保护对象部分。
图5是表示在保护对象部分安装了本实施方式的密封构件的状态的一个例子的图。如图5所示，密封构件70在安装于区域60时，下部71弹性变形为状态71a，面72与面63抵接。另外，密封构件70以凸状部73与面62抵接、支点74与基台28a抵接并成为支点的方式弹性变形。此时，对于密封构件70，即使载置台11的各部分的间隔变化，在发生了弹性变形的部分要返回原状的恢复力的作用下，凸状部73与内周侧的面62持续接触，面72与外周侧的面63持续接触。即，密封构件70的凸状部73追随第1载置部27a侧的偏移并利用紧固力进行密封。另外，密封构件70的面72追随第2载置部27b侧的偏移并利用弹性变形的恢复力进行密封。由此，对于载置台11，能够用一个密封构件70保护高度不同的多个粘接层、即第1粘接层50和第2粘接层51。
[变形例]
接着，说明区域60中的其他形状的密封构件。图6是表示变形例的密封构件的一个例子的剖视图。图6所示的密封构件80与密封构件70同样地为安装于作为保护对象部分的区域60的密封构件，下部81会像状态81a那样弹性变形。密封构件80与密封构件70同样地能够使用例如具有抗自由基性的FFKM材料。另外，密封构件80例如为具有伸缩性并且直径略小于基台28a的外周的直径的环状。此外，只要能够进行密封，则密封构件80的直径也可以与基台28a的外周的直径相同，还可以略大于基台28a的外周的直径。
下部81的面82与第2载置部27b的面63抵接。在密封构件80的上部形成与第1载置部27a的面62抵接的凸状部83。另外，在支点84与基台28a抵接而密封构件80发生了弹性变形的情况下，该支点84成为将面82和凸状部83作为作用点时的支点。而且，密封构件80的在截面处的纵向上的尺寸大于横向上的尺寸。密封构件80通过使纵向上的尺寸大于横向上的尺寸，从而容易安装于保护对象部分。
图7是表示在保护对象部分安装了变形例的密封构件的状态的一个例子的图。如图7所示，密封构件80在安装于区域60之际使下部81以成为状态81a的方式弹性变形而安装，此时面82与面63抵接。另外，密封构件80以凸状部83与面62抵接、支点84与基台28a抵接并成为支点的方式弹性变形。此时，对于密封构件80，即使载置台11的各部分之间的间隔变化，在发生了弹性变形的部分要返回原状的恢复力的作用下，凸状部83与内周侧的面62持续接触，面82与外周侧的面63持续接触。即，密封构件80的凸状部83追随第1载置部27a侧的偏移并利用紧固力进行密封。另外，密封构件80的面82追随第2载置部27b侧的偏移并利用弹性变形的恢复力进行密封。由此，对于载置台11，能够用一个密封构件80保护高度不同的多个粘接层、即第1粘接层50和第2粘接层51。另外，由于密封构件70、80不像O形密封圈那样被压入于槽，因而容易拆装。
此外，在上述的实施方式中，密封构件70、80采用了环状的构件，但并不限定于此。例如也可以是在周向上被分割而成的多个圆弧状的构件。
以上，根据本实施方式，载置台11具有第1载置部27a、第2载置部27b、第1粘接层50、第2粘接层51以及密封构件70。第1载置部27a用于载置基板W。第2载置部27b低于第1载置部27a，用于载置包围基板W的周缘的边缘环33。第1粘接层50粘接基台28a和第1载置部27a。第2粘接层51粘接基台28b和第2载置部27b。密封构件70在比第1粘接层50靠上侧的位置与第1载置部27a接触，在比第2粘接层51靠上侧的位置与第2载置部27b接触，并通过变形将第1载置部27a与第2载置部27b之间堵塞。其结果，能够用一个密封构件70保护高度不同的多个粘接层(第1粘接层50和第2粘接层51)。另外，密封构件70能够相对于载置台11容易地拆装。
另外，根据本实施方式，密封构件70的与第2载置部27b接触的下部71变形。其结果，即使载置台11的各部分之间的间隔变化，也能够持续密合。
另外，根据本实施方式，密封构件70的与第1载置部27a接触的上部(凸状部73)在第1载置部27a侧呈凸状。其结果，密封构件70能够与作为第1粘接层50的上部的第1载置部27a持续密合。
另外，根据本实施方式，密封构件70的在截面处的纵向上的尺寸大于横向上的尺寸。其结果，能够相对于载置台11容易地拆装。
应该认为，此次公开的实施方式在全部方面为例示，并不是限制性的。上述的实施方式在不脱离权利要求书及其主旨的范围内，也可以以各种各样的形态进行省略、置换、变更。
另外，在上述的实施方式中，以作为等离子体源而使用电容耦合型等离子体来对基板W进行等离子体处理的等离子体处理装置1为例进行了说明，但公开的技术并不限定于此。只要是使用等离子体对基板W进行处理的装置，则等离子体源就不限定于电容耦合等离子体，例如能够使用电感耦合等离子体、微波等离子体、磁控等离子体等任意的等离子体源。
Claims (5)
1.一种载置台，其中，
该载置台具有：
第1载置部，其用于载置基板；
第2载置部，其低于所述第1载置部，用于载置包围所述基板的周缘的边缘环；
第1粘接层，其粘接基台和所述第1载置部；
第2粘接层，其粘接所述基台和所述第2载置部；以及
密封构件，其在比所述第1粘接层靠上侧的位置与所述第1载置部接触，在比所述第2粘接层靠上侧的位置与所述第2载置部接触，并通过变形将所述第1载置部与所述第2载置部之间堵塞。
2.根据权利要求1所述的载置台，其中，
所述密封构件的与所述第2载置部接触的下部变形。
3.根据权利要求1或2所述的载置台，其中，
所述密封构件的与所述第1载置部接触的上部在所述第1载置部侧呈凸状。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的载置台，其中，
所述密封构件的在截面处的纵向上的尺寸大于横向上的尺寸。
5.一种等离子体处理装置，其中，
该等离子体处理装置具有权利要求1～4中任一项所述的载置台。
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