CN115719726A - 基板处理装置和基板处理方法以及静电卡盘制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种基板处理装置和基板处理方法以及静电卡盘制造方法。提供一种静电卡盘，包括：卡盘部件，支承基板并至少一个销孔在上下方向上贯通，并且提升销能够升降地容纳于所述销孔；以及膨胀部件，提供于所述销孔的内周并能够膨胀，并且具有膨胀时与容纳于所述销孔的所述提升销的外周面紧贴的内周面，通过所述膨胀部件使所述销孔的直径进行变化。

Description

基板处理装置和基板处理方法以及静电卡盘制造方法
技术领域
本发明涉及一种具备用于处理半导体晶圆等基板的静电卡盘的基板处理装置、基板处理方法以及其制造方法。
背景技术
近来，在半导体元件的制造工艺中，在半导体基板形成膜或蚀刻膜的工艺中广泛使用等离子体处理设备。
等离子体处理设备包括具有用于处理半导体基板的空间的工艺腔室和配置于工艺腔室内部而支承半导体基板的基板支承装置。
作为基板支承装置的例子，存在静电卡盘，通常的静电卡盘包括由铝行成的底板、配置于底板上侧的陶瓷定位器以及设置于陶瓷定位器内部的内部电极。在内部电极连接有用于产生静电力的电源，半导体基板通过静电力吸附固定于静电卡盘上。
位于静电卡盘上的半导体基板通过等离子体气体加热，在半导体基板的背面供应有用于调节半导体基板的温度的冷却气体。冷却气体主要使用氦(He)气，冷却气体通过形成在底板以及陶瓷定位器中的冷却气体供应孔而供应到半导体基板的背面。
另外，存在贯通底板和陶瓷定位器形成的销孔(pin hole)，提升销沿着销孔上下运动，从而有助于基板的拆卸。
随着半导体细微化而用于产生等离子体的射频(RF)功率逐渐变高，随之认识到发生冷却气体供应孔以及销孔内的放电现象(例如：电弧放电)成为严重的问题。放电现象可能导致基板支承装置以及基板的损伤。尤其，销孔的直径形成为比冷却气体供应孔大，在销孔中更频繁地发生这样的问题。
例如，在基板被静电卡盘吸附支承的状态下也供应到冷却气体供应孔中的氦气体流入到销孔中的可能性高，若成为基板的温度局部性增加的同时停滞于销孔中的氦气体成为高温的环境，则可能在销孔中发生等离子体放电的同时基板和静电卡盘受到损伤。另外，提升销的重复工作导致产生的颗粒由于销孔的宽直径而暴露于静电卡盘的表面，由此可能发生放电，当提升销与设计上意识不到地低的电阻点接触时流入等离子体，从而也可能发生放电现象。
发明内容
本发明旨在提供能够防止在基板处理装置内发生放电的静电卡盘以及其制造方法。
本发明的目的不限于前述，未提及的本发明的其它目的以及优点可以通过下面的说明得到理解。
根据本发明的一实施例可以提供一种静电卡盘，包括：卡盘部件，支承基板并至少一个销孔在上下方向上贯通，并且提升销能够升降地容纳于所述销孔；以及膨胀部件，提供于所述销孔的内周并能够膨胀，并且具有膨胀时与容纳于所述销孔的所述提升销的外周面紧贴的内周面。
在一实施例中，可以是，所述膨胀部件是具有所述内周面并根据电源供应而膨胀的压电元件。
可以是，所述静电卡盘还包括：电极，内置于所述卡盘部件并使得产生静电力。
可以是，所述压电元件与所述电极电连接，若向所述电极施加电源，则所述压电元件从所述电极接收电源而膨胀。
可以是，若对所述电极切断电源，则所述压电元件复原到膨胀前的状态。
可以是，所述卡盘部件由电介质物质形成，所述压电元件是具有与所述卡盘部件同等的介电率的同时具有与所述卡盘部件相比高的体积电阻的材料。
可以是，所述卡盘部件和所述压电元件通过烧结方式结合。
另一方面，可以是，所述压电元件和所述电极分开接收电源，并独立地控制。
可以是，所述销孔在上端形成容纳所述膨胀部件的容纳槽。
根据本发明的一实施例，可以提供一种基板处理装置，包括：工艺腔室，提供基板处理空间；静电卡盘，配置于所述基板处理空间；以及等离子体发生器，用于在所述基板处理空间产生等离子体。可以是，所述静电卡盘包括：卡盘部件，支承基板并至少一个销孔在上下方向上贯通，并且提升销能够升降地容纳于所述销孔；以及膨胀部件，提供于所述销孔的内周并能够膨胀，并且具有膨胀时与容纳于所述销孔的所述提升销的外周面紧贴的内周面，所述膨胀部件是根据电源的供应而膨胀的管状的压电元件。
可以是，所述压电元件与使所述静电卡盘产生静电力的电极电连接，若向所述电极施加电源，则所述压电元件从所述电极接收电源而向所述销孔的内侧方向膨胀。
可以是，若切断向所述电极供应的电源，则所述压电元件复原到原状。
可以是，所述压电元件连接于独立地控制的单独电源。
可以是，所述压电元件具有比所述卡盘部件高的体积电阻。
根据本发明的一实施例，可以提供一种基板处理方法，利用静电卡盘处理基板，其中，所述静电卡盘包括：卡盘部件，支承基板并至少一个销孔在上下方向上贯通，并且提升销能够升降地容纳于所述销孔；电极，内置于所述卡盘部件而使所述卡盘部件产生静电力；以及压电元件，提供于所述销孔的内周并能够膨胀，并且具有膨胀时与容纳于所述销孔的所述提升销的外周面紧贴的内周面。可以是，所述基板处理方法以当向所述卡盘部件施加电源而基板被夹紧时随着所述压电元件膨胀而所述销孔的内周长度减小的状态执行等离子体处理。
可以是，若完成所述等离子体处理，则当对所述卡盘部件切断电源而基板被解除夹紧时，所述压电元件复原到膨胀前的状态，减小的所述销孔的内周长度复原到减小前的长度。
根据本发明的一实施例，可以提供一种静电卡盘制造方法，包括：以贯通卡盘部件的上面和下面的方式加工用于提升销升降的销孔的步骤；在所述销孔的上端部插入具有膨胀时与所述提升销的外周面紧贴的内周面的膨胀部件的步骤；以及将插入的所述膨胀部件固定于所述卡盘部件的步骤。
可以是，所述膨胀部件是具有与所述卡盘部件相比高的体积电阻且根据电源供应而膨胀的管状的压电元件。
可以是，加工所述销孔的步骤包括将所述销孔的上端部以所述膨胀部件的形状进行锪孔(counter-boring)的步骤。
可以是，所述销孔在所述卡盘部件中形成至少一个。
根据本发明的实施例，向适用于销孔的压电元件供应电流而产生逆压电效应，通过逆压电效应而压电元件膨胀，随之销孔的直径缩小而防止冷却气体流入到销孔内部、颗粒流出到销孔外部，从而能够最小化基板处理装置内发生放电。
另外，适用与卡盘部件相比具有高的体积电阻的压电元件，从而增加提升销周边部电阻而能够减少等离子体流入到销孔的可能性。
本发明的效果不限于上述的效果，应理解为包括通过本发明的详细说明或者权利要求书中所记载的发明的结构能够推理的所有效果。
附图说明
图1示出根据本发明的一实施例的基板处理装置的截面图。
图2示出根据本发明的一实施例的销孔的结构的图。
图3以及图4示出根据本发明的一实施例的销孔的工作的图。
图5示出根据本发明的一实施例的静电卡盘制造方法的流程图。
(附图标记说明)
200：静电卡盘
210：卡盘部件
211：电介质盘
212：电极
220：销孔
240：提升销
500：膨胀部件
具体实施方式
本说明书中所使用的术语和所附的附图是用于便于说明本发明，因此本发明不被术语和附图所限定。省略关于用于本发明的技术中的与本发明的构思没有密切相关的公知技术的详细说明。本说明书中所记载的实施例是用于向本发明所属技术领域中具有通常知识的人清楚地说明本发明，因此本发明不限于本说明书中记载的实施例，应解释为本发明的范围包括不脱离本发明的构思的修改例或者变形例。
在本发明的实施例中，对利用等离子体来蚀刻基板的具有电感耦合等离子体(ICP：Inductive Coupled Plasma)源的基板处理装置进行说明。然而，本发明不限于此，可以适用于具有电容耦合等离子体(CCP：Capacitive Coupled Plasma)源的基板处理装置等提供有提升销(Lift Pin)并对基板执行工艺的各种类型装置。
另外，在本发明的实施例中，作为基板支承单元，举例说明静电卡盘。然而，本发明不限于此，当并非必须需要静电卡盘时，支承单元可以通过机械夹紧来支承基板或通过真空来支承基板。
图1示出根据本发明的一实施例的基板处理装置的截面图。
参照图1，基板处理装置10利用等离子体来处理基板W。例如，基板处理装置10可以对基板W执行蚀刻工艺。基板处理装置10可以包括腔室100、基板支承单元200、气体供应单元300、等离子体源单元400。
腔室100提供执行等离子体处理的空间，基板支承单元200在腔室100内部支承基板W。气体供应单元300向腔室100内部供应工艺气体，等离子体源单元400向腔室100内部提供电磁波而由工艺气体生成等离子体。下面，详细说明各结构。
腔室100包括腔室主体110和盖体120。腔室主体110的上面开放，在内部形成空间。在腔室主体110的底壁形成排气孔113。排气孔113与排气管线117连接，提供滞留在腔室主体110内部的气体和在工艺过程中产生的反应副产物向外部排出的通道。排气孔113可以在腔室主体110的底壁边缘区域提供多个。
盖体120密闭腔室主体110开放的上面。盖体120具有与腔室主体110圆周相应的半径。盖体120可以由电介质材质提供。盖体120可以由铝材质提供。被盖体120和腔室主体110围绕的空间提供为执行等离子体处理工艺的处理空间130。
隔板250在腔室100内控制工艺气体的流动。隔板250呈环状提供，并位于腔室100和基板支承单元200之间。在隔板250中形成分配孔251。滞留于腔室100内的工艺气体穿过分配孔251而流入到排气孔113。可以根据分配孔251的形状以及排列来控制流入到排气孔113的工艺气体的流动。
气体供应单元300将工艺气体供应到腔室100内部。气体供应单元300包括喷嘴310、气体储存部320以及气体供应管线330。
喷嘴310安装于盖体120。喷嘴310可以位于盖体120的中心区域。喷嘴310通过气体供应管线330与气体储存部320连接。在气体供应管线330设置阀门340。阀门340开闭气体供应管线330，并调节工艺气体的供应流量。储存于气体储存部320中的工艺气体通过气体供应管线330供应到喷嘴310，并从喷嘴310向腔室100内部喷射。喷嘴310主要向处理空间130的中央区域供应工艺气体。与此不同，气体供应单元300可以还包括安装于腔室主体110的侧壁的喷嘴(未图示)。此时，喷嘴向处理空间130的边缘区域供应工艺气体。
等离子体源单元400由工艺气体生成等离子体。等离子体源单元400包括天线410、电源420以及上盖体430。
天线410提供于腔室100的上部。天线410可以呈螺旋形状的线圈提供。电源420通过电缆与天线410连接，并将高频电力施加于天线410。通过高频电力的施加，在天线410中产生电磁波。电磁波在腔室100内部形成感应电场。工艺气体从感应电场获得离子化所需的能量后生成为等离子体。等离子体可以提供于基板W，并执行蚀刻工艺。
基板支承单元200位于处理空间130并支承基板W。基板支承单元200可以利用静电力固定基板W或以机械夹紧方式支承基板W。下面，举例说明基板支承单元200利用静电力固定基板W的静电卡盘。
静电卡盘200包括卡盘部件210、壳体230以及提升销240。
卡盘部件210利用静电力吸附基板W。卡盘部件210可以包括电介质盘211、电极212、加热器213、聚焦环214、绝缘盘215以及接地盘216。
电介质盘211呈圆盘形状提供。电介质盘211的上面可以具有与基板W相应或比基板W小的半径。在电介质盘211的上面可以形成凸出部211a。基板W放置于凸出部211a，并与电介质盘211的上面隔开一定间隔。电介质盘211可以侧面成台阶以使得下部区域具有比上部区域大的半径。作为一例，电介质盘211可以是Al2O3。
电极212埋设于电介质盘211内部。电极212是厚度薄的导电性材质的圆盘，通过电缆221与外部电源(未图示)连接。从外部电源施加的电力在电极212和基板W之间形成静电力而使基板W固定于电介质盘211的上面。外部电源可以是DC电源。
加热器213提供于电介质盘211内部。加热器213可以提供于电极212的下方。加热器213通过电缆222与外部电源(未图示)连接。加热器213通过阻抗从外部电源施加的电流而产生热量。产生的热量经过电介质盘211传递到基板W，将基板W加热到预定温度。加热器213可以呈螺旋形状的线圈提供，并以均匀的间隔埋设于电介质盘211内部。
聚焦环214呈环状提供，沿着电介质盘211的上部区域圆周配置。聚焦环214的上面可以成台阶，以使得相邻于电介质盘211的内侧部比外侧部低。聚焦环214的上面内侧部可以位于与电介质盘211的上面相同的高度。聚焦环214扩展电磁场形成区域，以使基板位于形成等离子体的区域的中心。由此，可以遍及基板W整个区域均匀地形成等离子体。
绝缘盘215位于电介质盘211的下方，并支承电介质盘211。绝缘盘215是具有一定厚度的圆盘，可以具有与电介质盘211相应的半径。绝缘盘215由绝缘材质提供。绝缘盘215通过电缆223与外部电源(未图示)连接。通过电缆(223)施加于绝缘盘215的高频电流在静电卡盘200和盖体120之间形成电磁场。电磁场提供为生成等离子体的能量。
在绝缘盘215中可以形成冷却流路211b。冷却流路211b位于加热器213的下方。冷却流路211b提供冷却流体循环的通道。冷却流体的热量传递到电介质盘211和基板W，迅速地冷却被加热的电介质盘211和基板W。冷却流路211b可以形成为螺旋形状。与此不同，冷却流路211b可以配置成具有不同半径的的环状的流路具有相同的中心。各个流路可以彼此连通。与此不同，冷却流路211b可以形成于接地盘216。
接地盘216位于绝缘盘215的下方。接地盘216可以是具有一定厚度的圆盘，并具有与绝缘盘215相应的半径。接地盘216接地。接地盘216可以将绝缘盘215和腔室主体110电绝缘。
在卡盘部件210中形成销孔220。销孔220形成于卡盘部件210的上面。并且，销孔220可以垂直贯通卡盘部件210。销孔220从电介质盘211的上面依次经过电介质盘211、绝缘盘215以及接地盘216而提供到接地盘216的下面。
销孔220可以形成多个。销孔220可以在电介质盘211的圆周方向上配置多个。例如，3个销孔220可以在电介质盘211的圆周方向上以120度间隔分开配置。除此之外，可以形成4个销孔220在电介质盘211的圆周方向上以90度间隔分开配置等各种数量的销孔220。
并且，销孔220可以形成于电介质盘211的凸出部211a。例如，在具有圆形平面形状的凸出部211a的中央可以形成圆形的销孔220。然而，凸出部211a和销孔220的平面形状可以设置成各种各样。销孔220可以形成于凸出部211a的局部。例如，可以是，6个凸出部211a在电介质盘211的圆周方向上以60度间隔分开配置，3个销孔220以30度间隔分开配置。在销孔220的上端可以形成容纳将要后述的膨胀部件500的容纳槽。
壳体230位于接地盘216的下方，并支承接地盘216。壳体230是具有一定高度的圆筒，在内部形成空间。壳体230可以具有与接地盘216相应的半径。在壳体230的内部设置各种电缆(未图示)和提升销240。
提升销240通过上升以及下降的动作将基板W装载于电介质盘211或从电介质盘211卸载基板W。提升销240支承基板W。
提升销240提供多个，容纳在销孔220各自的内部。在此，提升销240的直径形成为微小于销孔220的直径。具体地，提升销240的直径可以设置成，当配置成提升销240和销孔220具有相同的中心轴时，提升销240不接触于销孔220的内侧壁的最小限度的直径。
提升销240可以通过驱动部(未图示)在上下方向上驱动。
参照图2，销孔220提供成直径能够变化。
根据本发明的一实施例的静电卡盘200可以还包括提供于销孔220内周的膨胀部件500。膨胀部件500可以可逆地重复膨胀和复原，提供成根据膨胀和复原使膨胀部件500的内周大小发生变化。平时，膨胀部件500的内周大小保持成比提升销240的直径微大，当膨胀时，膨胀部件500的内周大小随着膨胀部件500向销孔220的内侧方向膨胀而变化为与提升销240的直径相同。因此，若膨胀部件500膨胀，则膨胀部件500的内周面紧贴于提升销240的外周面，适用有膨胀部件500的销孔220的直径比平时直径变小。
作为一例，若供应电源，则膨胀部件500可以是膨胀的压电元件。具体地，在形成销孔220的上端部的电介质盘211的上面可以插入管状的压电元件500。在此，无流动电流状态下的管状压电元件500的内部直径形成为与现有的销孔220的直径相同。此时，优选的是，压电元件500埋设于电介质盘211而与使卡盘部件210产生静电力的电极212电连接。
压电效应是，施加压力时，物质的离子晶体结构发生变化，+离子的中心和-离子的中心偏离并失去对称，同时产生偶极矩而遍及整个物质形成电极化(polarization)的现象。结果，是机械能转换成电能的现象，压电元件是指呈现这样的压电效应的元件。压电效应是可逆的，因此，若向压电元件施加电能则发生产生机械变形的逆压电效应。
图3以及图4用于说明在压电元件中产生的逆压电效应。
根据本发明的一实施例，若对基板W执行夹紧(Chucking)工作，则通过施加于电极212的电源，与电极212电连接的压电元件500也被供应电源而产生逆压电效应。即，插入于销孔220的上端部中的压电元件500可以膨胀(参照图3的(a))。随着适用于销孔220的压电元件500通过逆压电效应膨胀，销孔220的直径可以与现有直径相比减小(参照图4的(a))。即，若为了在卡盘部件210产生静电力而施加电源，则向设置成与卡盘部件210的电极212连接的压电元件500也施加电源，同时向压电元件500施加电能，由此产生压电元件500膨胀的机械变形，销孔220的直径减小。
相反，若对基板W执行解除夹紧(Dechucking)工作，则原来向电极212施加的电源被切断且原来施加于压电元件500的电源也被切断，从而逆压电效应消失。因此，膨胀了的压电元件500可以复原到原来(平时)的大小(参照图3的(b))。随之，减小了的销孔220的直径可以复原到减小前直径(参照图4的(b))。即，若切断原来施加于基板卡盘部件210的电源，则压电元件500恢复原状并销孔220的直径也恢复原状。
通常，基板W的夹紧工作是对基板W执行工艺时被保持，若完成对基板W的工艺，则执行基板W的解除夹紧工作。因此，在执行对基板W的工艺时，销孔220的直径可以是减小的状态。
若压电元件500膨胀而销孔220的直径变减小，则随着压电元件500的内周面紧贴于提升销240的外周面，在销孔220和提升销240之间存在的缝隙消失。由此，曾通过销孔220和提升销240之间的缝隙频繁流入的冷却气体的流入可能性减小，由于提升销240的上下运动而在销孔220内部产生的颗粒通过销孔220和提升销240之间的缝隙向卡盘部件210表面流出的可能性能够显著减小。
另外，若将压电元件500用与电介质盘211相比具有高的体积电阻的材质设置，则销孔220周边部电阻增加而能够减小通过销孔220流入的等离子体流入可能性。
如此，随着向销孔220内部流入的冷却气体流入、等离子体流入可能性减小，可以防止曾伴随其在销孔220内部发生的放电现象。
另一方面，优选的是，压电元件500以在形成于电介质盘21的销孔220内部通过烧结方式等完全结合的状态提供。因此，通过将压电元件500用具有与电介质盘211的介电率同等的介电率的材质设置，能够提高结合的容易性。例如，压电元件500可以是具有与电介质盘211同等的介电率且具有高的体积电阻的压电陶瓷材质。
另一方面，虽未详细图示，压电元件500可以提供成与电极212分开接收电源。即，压电元件500可以连接于相对于施加到电极212的电源独立地控制的电源(未图示)而接收电能。压电元件500可以从单独电源(未图示)接收电能而膨胀，从而使销孔220的直径减小，并且在没有供应电能时，可以保持(复原)原来的状态。
如上所述，根据本发明的一实施例的基板处理方法可以包括：夹紧(Chucking)基板的步骤；对夹紧的基板执行等离子体处理的步骤；以及对基板进行解除夹紧(Dechucking)的步骤。
夹紧基板的步骤通过向内置于卡盘部件210中的电极212施加电源而对基板产生静电力来执行，此时，向与电极212电连接的压电元件500也供应电能，通过逆压电效应而压电元件500膨胀，由此销孔220的内周直径减小。基板夹紧步骤在对基板执行等离子体处理工艺的期间保持。因此，在执行等离子体处理工艺的期间，销孔220的内周直径以减小的状态保持。
若压电元件500膨胀而销孔220的直径减小，则随着压电元件500的内周面紧贴于提升销240的外周面，曾在销孔220和提升销240之间存在的缝隙消失。由此，曾通过销孔220和提升销240之间的缝隙频繁流入的冷却气体的流入可能性减小，由于提升销240的上下运动而在销孔220内部产生的颗粒通过销孔220和提升销240之间的缝隙向卡盘部件210表面流出的可能性能够显著减少。
另外，若将压电元件500用与电介质盘211相比具有高的体积电阻的材质设置，则销孔220周边部电阻增加而能够减小通过销孔220流入的等离子体流入可能性。
如此，随着通过膨胀部件500而在等离子体处理工艺中向销孔220内部流入的冷却气体流入、等离子体流入可能性减小，能够防止曾伴随其在销孔220内部发生的放电现象。
若完成等离子体处理工艺，则对基板执行解除夹紧，在解除夹紧步骤中原来向卡盘部件210的电极212供应的电源被切断。由此，原来向压电元件500供应的电源也被切断，逆压电效应消失，膨胀了的压电元件500可以恢复到原来状态。随着压电元件500复原，减小了的销孔220的内周长度也可以复原到减小前的长度。
之后，为了将完成等离子体处理工艺的基板从处理空间搬出，提升销240可以上升。
图5示出根据本发明的一实施例的制造静电卡盘的方法的流程图。
根据本发明的一实施例的静电卡盘200包括膨胀部件500来制造。膨胀部件500插入于在卡盘部件210中形成的销孔220的上端部，并包括膨胀时与在销孔220中能够升降地容纳的提升销240的外周面紧贴的内周面。膨胀部件500的平时内周大小提供为与销孔220的内周大小相同。作为一例，膨胀部件500可以是通过电源供应膨胀的压电元件。
通过在以贯通卡盘部件210的方式形成的销孔220的上端部适用的膨胀部件，销孔220的直径可以变化。
根据本发明的一实施例的制造静电卡盘的方法可以包括：在卡盘部件210加工销孔220的步骤(S1)；在销孔220的上端部插入膨胀部件的步骤(S2)；以及将膨胀部件固定于卡盘部件210的步骤(S3)。
加工销孔220的步骤(S1)作为在卡盘部件210中加工用于容纳能够升降的提升销的销孔220的步骤，是以贯通卡盘部件210的上面和下面的方式加工销孔220的步骤。此步骤可以包括以将插入到既是销孔220的上端部也是卡盘部件210的上面的膨胀部件500的形状进行加工的锪孔(Counter-Boring)的步骤。在销孔加工步骤(S1)中可以加工至少一个销孔220，并且销孔220在静电卡盘的烧结前进行加工。
在加工后的卡盘部件210的上面可以插入管状的压电元件500(S2)。具体地，压电元件500可以插入于电介质盘211的上面。压电元件500作为呈现压电现象的元件，可以随着电源供应而膨胀。另外，压电元件500可以是具有比电介质盘211高的体积电阻的材料，可以具有与电介质盘211同等的介电率。
压电元件500可以插入成与电极212电连接。或者，可以与另外的电源连接并插入。
之后，可以使得被插入的压电元件500固定于卡盘部件210(S3)。固定步骤(S3)可以通过以将压电元件500插入于销孔220的上端部的状态烧结静电卡盘来执行。另一方面，在烧结静电卡盘前加工销孔，当进行静电卡盘的烧结时，根据其收缩率，销孔间的间隔可能变得不规则。因此，当在烧结静电卡盘前加工销孔时，有必要考虑其收缩率来准确地加工销孔，以使其对应于设定位置。另一方面，压电元件500的固定方式也可以使用其它结合方式。
压电元件500的平时内部直径形成为与现有的销孔220直径相同。即，形成为比提升销240的直径微大。具体地，可以设置成，当配置成提升销240和压电元件500具有相同的中心轴时，提升销240与压电元件500内侧壁不接触的最小限度的直径。
以与电极212电连接的方式设置的压电元件500可以在基板W的夹紧工作时接收电源而产生逆压电效应。具体地，压电元件500若被施加电源则能够膨胀。随着压电元件500膨胀，压电元件500的内周直径减小，因此销孔220的内周直径可以减小。膨胀的压电元件500的内周面可以与提升销240的外周面紧贴。
在对基板W进行解除夹紧工作时，膨胀的压电元件500恢复到原状，减小的销孔220的直径也可以复原到原状。若在压电元件500中发生逆压电效应而销孔220的直径减小，则曾存在于卡盘部件210上面的销孔220和提升销240之间的缝隙可以消失。因此，可以防止等离子体和冷却气体流入到销孔220内部，可以防止颗粒从销孔220流出到卡盘部件210的表面。由此，可以最小化销孔220以及基板处理装置内发生放电(电弧放电)。
以上，参照图1至图5说明了根据本发明的实施例的静电卡盘200和包括其的基板处理装置、基板处理方法以及其制造方法。根据本发明的实施例的静电卡盘200包括插入到销孔220内周的膨胀部件500。膨胀部件500可以可逆地发生膨胀和复原，可以当膨胀时通过与提升销240的外周面紧贴的内周面而暂时消除存在于销孔220和提升销240之间的细微缝隙。膨胀部件500可以是通过电源供应膨胀的压电元件，可以在执行等离子体处理工艺的期间保持膨胀的状态。在执行等离子体处理工艺的期间，若膨胀部件500保持着膨胀的状态，则可以防止曾通过销孔220和提升销240之间的缝隙流入到销孔220内部的等离子体和冷却气体流入，可以防止来自销孔220内部的颗粒流出到卡盘部件210的表面。因此，可以最小化曾由此引起的在基板处理装置内发生放电(电弧放电)。
另一方面，压电元件500的现象不限于上述的例子，可以适用为减小销孔220的上部或者整个直径的任何形式。作为一例，压电元件500也可以适用于销孔220的内侧壁整体。
另外，以上，举例说明了若向适用于销孔220上端部的膨胀部件供应电源则膨胀的压电元件500，但膨胀部件的形式不限于此，可以适用为随着膨胀状态和复原状态可逆地转换而使销孔220的直径改变的任何形式。
以上的说明只不过是例示性说明了本发明的技术构思，只要是本发明所属技术领域中具有通常知识的人则能够在不脱离本发明的本质特性的范围内进行各种修改以及变形。因此，在本发明中公开的实施例并不是用于限定本发明的技术构思，而是用于说明，本发明的技术构思范围不限于这样的实施例。本发明的保护范围应通过所附的权利要求书来解释，并应解释为与其等同范围内的所有技术构思包括在本发明的权利范围内。

Claims (20)

1.一种静电卡盘，包括：
卡盘部件，支承基板并至少一个销孔在上下方向上贯通，并且提升销能够升降地容纳于所述销孔；以及
膨胀部件，提供于所述销孔的内周并能够膨胀，并且具有膨胀时与容纳于所述销孔的所述提升销的外周面紧贴的内周面。
2.根据权利要求1所述的静电卡盘，其中，
所述膨胀部件是根据电源供应而膨胀的压电元件。
3.根据权利要求2所述的静电卡盘，其中，
所述静电卡盘还包括：电极，内置于所述卡盘部件并使得产生静电力。
4.根据权利要求3所述的静电卡盘，其中，
所述压电元件与所述电极电连接，
若向所述电极施加电源，则所述压电元件从所述电极接收电源而膨胀。
5.根据权利要求4所述的静电卡盘，其中，
若对所述电极切断电源，则所述压电元件复原到膨胀前的状态。
6.根据权利要求2所述的静电卡盘，其中，
所述卡盘部件由电介质物质形成，
所述压电元件具有与所述卡盘部件同等的介电率的同时具有与所述卡盘部件相比高的体积电阻。
7.根据权利要求6所述的静电卡盘，其中，
所述卡盘部件和所述压电元件通过烧结方式结合。
8.根据权利要求3所述的静电卡盘，其中，
所述压电元件和所述电极分开接收电源，并独立地控制。
9.根据权利要求1所述的静电卡盘，其中，
在所述销孔的上端形成容纳所述膨胀部件的容纳槽。
10.一种基板处理装置，包括：
工艺腔室，提供基板处理空间；
静电卡盘，配置于所述基板处理空间；以及
等离子体发生器，用于在所述基板处理空间产生等离子体，
所述静电卡盘包括：
卡盘部件，支承基板并至少一个销孔在上下方向上贯通，并且提升销能够升降地容纳于所述销孔；以及
膨胀部件，提供于所述销孔的内周并能够膨胀，并且具有膨胀时与容纳于所述销孔的所述提升销的外周面紧贴的内周面，
所述膨胀部件是根据电源的供应而膨胀的管状的压电元件。
11.根据权利要求10所述的基板处理装置，其中，
所述压电元件与使所述静电卡盘产生静电力的电极电连接，
若向所述电极施加电源，则所述压电元件从所述电极接收电源而向所述销孔的内侧方向膨胀。
12.根据权利要求11所述的基板处理装置，其中，
若切断向所述电极供应的电源，则所述压电元件复原到原状。
13.根据权利要求10所述的基板处理装置，其中，
所述压电元件连接于独立地控制的单独电源。
14.根据权利要求10所述的基板处理装置，其中，
所述压电元件具有比所述卡盘部件高的体积电阻。
15.一种基板处理方法，利用静电卡盘处理基板，其中，
所述静电卡盘包括：
卡盘部件，支承基板并至少一个销孔在上下方向上贯通，并且提升销能够升降地容纳于所述销孔；
电极，内置于所述卡盘部件而使所述卡盘部件产生静电力；以及
压电元件，提供于所述销孔的内周并能够膨胀，并且具有膨胀时与容纳于所述销孔的所述提升销的外周面紧贴的内周面，
以当向所述卡盘部件施加电源而基板被夹紧时随着所述压电元件膨胀而所述销孔的内周长度减小的状态执行等离子体处理。
16.根据权利要求15所述的基板处理方法，其中，
若完成所述等离子体处理，则当对所述卡盘部件切断电源而基板被解除夹紧时，所述压电元件复原到膨胀前的状态，减小的所述销孔的内周长度复原到减小前的长度。
17.一种静电卡盘制造方法，包括：
以贯通卡盘部件的上面和下面的方式加工用于提升销升降的销孔的步骤；
在所述销孔的上端部插入具有膨胀时与所述提升销的外周面紧贴的内周面的膨胀部件的步骤；以及
将插入的所述膨胀部件固定于所述卡盘部件的步骤。
18.根据权利要求17所述的静电卡盘制造方法，其中，
所述膨胀部件是具有与所述卡盘部件相比高的体积电阻且根据电源供应而膨胀的管状的压电元件。
19.根据权利要求17所述的静电卡盘制造方法，其中，
加工所述销孔的步骤包括将所述销孔的上端部以所述膨胀部件的形状进行锪孔的步骤。
20.根据权利要求17所述的静电卡盘制造方法，其中，
所述销孔在所述卡盘部件中形成至少一个。
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