CN116153835A - 基片支承体和基片处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够利用在形成在基座中的流路中流通的传热介质，恰当地调节基片的温度的基片支承体和基片处理装置。基片支承体是用于支承基片的基片支承体，包括：导电性的基座部，在该基座部的内部形成有供所述基片的温度调节用流体流动的流路；配置在所述基座部的上表面的静电吸附部，该静电吸附部的上表面包括用于支承所述基片的支承面；和用于将所述基座部与所述静电吸附部彼此接合的金属接合部，所述基座部包括：主体部件，其形成所述流路的侧面的至少一部分和所述流路的底面；和用于在所述温度调节用流体与所述静电吸附部之间进行热传递的传热部件，其形成所述流路的顶面。

Description

基片支承体和基片处理装置
技术领域
本发明涉及基片支承体和基片处理装置。
背景技术
专利文献1中公开了一种基片处理装置，其包括载置台，该载置台具有基座和静电卡盘，其中，在基座的内部设置有延伸至入口和出口的制冷剂用的流路，静电卡盘经由粘接剂设置在基座的上表面，在静电卡盘的内部或下表面设置有加热器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-172013号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供能够利用在形成在基座中的流路中流通的传热介质，恰当地调节基片温度的基片支承体。
用于解决技术问题的手段
本发明的一个方式为用于支承基片的基片支承体，其特征在于，包括：导电性的基座部，在该基座部的内部形成有供所述基片的温度调节用流体流动的流路；配置在所述基座部的上表面的静电吸附部，该静电吸附部的上表面包括用于支承所述基片的支承面；和用于将所述基座部与所述静电吸附部彼此接合的金属接合部，所述基座部包括：主体部件，其形成所述流路的侧面的至少一部分和所述流路的底面；和用于在所述温度调节用流体与所述静电吸附部之间进行热传递的传热部件，其形成所述流路的顶面。
发明效果
采用本发明，能够提供能够利用在形成在基座中的流路中流通的传热流体，恰当地调节基片温度的基片支承体。
附图说明
图1是表示本实施方式的等离子体处理系统的构成例的纵截面图。
图2是表示第一实施方式的基片支承体的构成例的纵截面图。
图3是表示以往的基片支承体的构成例的纵截面图。
图4是表示本实施方式的基片支承体的构成部件的组合的表。
图5是表示第二实施方式的基片支承体的构成例的纵截面图。
图6是表示第三实施方式的基片支承体的构成例的纵截面图。
图7是表示基片支承体的另一个构成例的纵截面图。
图8是表示基片支承体的另一个构成例的纵截面图。
附图标记说明
11基片支承体，113基座，113a主体部件，113b传热部件，114静电卡盘，115金属接合层，C流路，W基片。
具体实施方式
在半导体器件的制造工序中，对在半导体基片(下面，仅称为“基片”)的表面层叠形成的蚀刻对象层(例如含硅膜)，以预先形成有图案的掩模层(例如抗蚀剂膜)作为掩模进行蚀刻处理。该蚀刻处理一般在包括利用静电力来吸附保持基片的基片支承体的等离子体处理装置中进行。
专利文献1中公开了包括这样的基片支承体(载置台)的基片处理装置。专利文献1中记载的基片支承体是通过将形成有制冷剂用的流路的基座与设置有基片加热用的加热器的静电卡盘利用粘接剂接合而形成的。
但是在近年来的等离子体处理装置中，作为上述的蚀刻处理，有进行对层叠形成的基片深挖形成孔的、3D的NAND HARC(High Aspect Ratio Contact：高纵横比接触)工序(下面，仅称为“HARC工序”)的情况。但是，在这样的HARC工序中，需要通过使RF(RadioFrequency：射频)电功率高功率化来恰当地深挖形成孔，另一方面，有可能因由RF电功率的高功率化引起的基片的高温化而导致无法恰当地形成孔。例如，存在因基片的高温化而导致在基片上形成的孔被堵塞的情况，从而有可能无法恰当地深挖孔。
在此，作为用于抑制孔的堵塞从而恰当地进行HARC工序的对策方法，例如可以考虑将处理对象的基片保持在期望的温度以下，即恰当地进行基片的冷却。
被基片支承体支承的基片的冷却，如专利文献1中也公开的那样，一般利用在形成在基片支承体的基座内部的流路中流通的制冷剂来进行。但是，在像专利文献1中公开的基片支承体(载置台)那样，将形成有流路的基座与用于支承基片的静电卡盘利用粘接剂接合的情况下，存在无法恰当地进行基片的冷却的情况。具体而言，作为用于将基座与静电卡盘接合的粘接剂，大多情况下使用由热阻大的树脂材料构成的粘接剂(下面，称为“树脂制粘接剂”)，有可能因从制冷剂向基片的热传递被该树脂制粘接剂阻碍而无法恰当地冷却基片。
因此，本发明的发明人进行了潜心研究，发现了通过将形成有流路的基座与用于支承基片的静电卡盘，不是使用上述的利用树脂制粘接剂的粘接进行接合而是使用热阻小的金属钎料进行接合，能够促进热传导从而将基片恰当地冷却的可能性。但是，另一方面，通常基座与静电卡盘分别由线膨胀系数不同的材料构成，因此，有可能因在该金属接合时产生的热应力而导致这些基座和静电卡盘发生破损。
本发明的技术是鉴于上述情况而完成的，其能够提供能够利用在形成在基座中的流路中流通的传热流体，恰当地进行基片冷却的基片支承体。下面，参照附图，对作为本实施方式的基片处理装置的等离子体处理系统进行说明。此外，在本说明书和附图中，对于具有实质上相同的功能构成的要素，通过标注相同的附图标记来省略重复说明。
＜等离子体处理装置＞
首先，对本实施方式的等离子体处理系统进行说明。图1是表示本实施方式的等离子体处理系统的构成的概要的纵截面图。
等离子体处理系统包括电容耦合型的等离子体处理装置1和控制部2。等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室10、气体供给部20、电源30和排气系统40。另外，等离子体处理装置1包括基片支承体11和气体导入部。基片支承体11配置在等离子体处理腔室10内。气体导入部能够将至少1种处理气体导入到等离子体处理腔室10内。气体导入部包括喷淋头13。喷淋头13配置在基片支承体11的上方。在一个实施方式中，喷淋头13构成等离子体处理腔室10的顶部(ceiling)的至少一部分。在等离子体处理腔室10的内部，形成由喷淋头13、等离子体处理腔室10的侧壁10a和基片支承体11规定的等离子体处理空间10s。等离子体处理腔室10具有：用于向等离子体处理空间10s供给至少1种处理气体的至少1个气体供给口；和用于从等离子体处理空间10s排出气体的至少1个气体排出口。侧壁10a被接地。喷淋头13和基片支承体11与等离子体处理腔室10电绝缘。
基片支承体11包括主体部件111和环组件112。主体部件111的上表面具有：用于支承基片(晶片)W的中央区域111a(基片支承面)；和用于支承环组件112的环状区域111b(环支承面)。环状区域111b在俯视时包围中央区域111a。环组件112包括1个或多个环状部件，1个或多个环状部件中的至少1个环状部件为边缘环。
如图2所示，在一个实施方式中，主体部件111包括基座113和静电卡盘114。基座113与静电卡盘114隔着金属接合层115层叠地接合。
在一个实施方式中，基座113包括主体部件113a和传热部件113b。主体部件113a与传热部件113b隔着粘接部件113c层叠地接合。
主体部件113a例如由Al合金等导电性材料构成。主体部件113a的导电性材料能够作为下部电极发挥作用。在作为与传热部件113b接合的一侧的面的主体部件113a的上表面，形成有流路C。换言之，主体部件113a在从截面看时具有形成有流路C的凹凸形状。能够向流路C循环供给来自冷却单元(未图示)的传热介质(温度调节用流体)。而且，通过使传热介质在流路C中循环，能够将环组件112、后述的静电卡盘114和基片W调节为期望的温度。此外，作为传热介质，作为一个例子，可以使用冷却水等制冷剂。
此外，在图2中以流路C形成在主体部件113a的中央区域111a(基片W)的下部的情况为例进行了图示，但也可以是流路C还与环组件112对应地形成在环状区域111b的下部。
传热部件113b例如由Al与Si的复合材料、或Al与SiC的复合材料(下面，有时将它们一并称为“Al类复合材料”)等导电性材料构成，更具体而言，由具有与后述的静电卡盘114相同程度的线膨胀系数的导电性材料构成。传热部件113b例如成形为与主体部件113a大致相同直径的圆板形状，以将形成在主体部件113a中的流路C从上面封闭的方式，与该主体部件113a的上表面接合。换言之，传热部件113b能够作为形成在主体部件113a中的流路C的顶面发挥作用。
粘接部件113c用于将主体部件113a与传热部件113b接合。粘接部件113c的材料没有特别限定，例如可以使用上述的树脂制粘接剂那样热阻大的粘接剂。
另外，在一个实施方式中，在基座113中设置有用于将主体部件113a与传热部件113b电连接的金属制的接触带113d。接触带113d例如可以由Ti与Al的复合材料、不锈钢和BeCu中的至少任一者构成。
静电卡盘114隔着后述的金属接合层115与基座113(更具体而言，是传热部件113b)的上表面接合。静电卡盘114的上表面具有上述的中央区域111a和环状区域111b。在静电卡盘114的内部设置有：用于吸附保持基片W的第一电极114a；和用于吸附保持环组件112的第二电极114b。静电卡盘114例如通过在由陶瓷等电介质构成的一对电介质膜之间夹着第一电极114a和第二电极114b而构成。
此外，在图2中，以静电卡盘114中的、用于在上表面保持基片W的中央区域111a与用于在上表面保持环组件112的环状区域111b形成为一体的情况为例进行了图示。但是，静电卡盘114的结构并不限于此，也可以是静电卡盘114的中央区域111a与环状区域111b独立地形成。通过这样独立地形成中央区域111a与环状区域111b，能够热分离地独立地进行基片W的温度调节与环组件112的温度调节。
金属接合层115用于将基座113的传热部件113b与静电卡盘114接合。作为金属接合层115，可以选择热阻小的(热传导率大的)材料，例如Al钎料、Ag钎料等金属钎料，以使得能够在传热部件113b与静电卡盘114之间恰当地进行热传递。
此外，虽然省略了图示，但是基片支承体11可以还设置有用于对环组件112、静电卡盘114和基片W中的至少1者进行加热的加热器等加热模块。作为加热模块的加热器，例如可以在静电卡盘114的内部，设置在第一电极114a和/或第二电极114b的下部。另外，基片支承体11可以包括用于向基片W的背面与静电卡盘114的上表面之间供给传热气体(背侧气体)的传热气体供给部。
喷淋头13能够将来自气体供给部20的至少1种处理气体导入到等离子体处理空间10s。喷淋头13具有至少1个气体供给口13a、至少1个气体扩散室13b和多个气体导入口13c。从气体供给部20被供给至气体供给口13a的处理气体，能够通过气体扩散室13b从多个气体导入口13c被导入到等离子体处理空间10s。另外，喷淋头13包括导电性部件。喷淋头13的导电性部件能够作为上部电极发挥作用。此外，气体导入部可以除了包括喷淋头13以外，还包括被安装于形成在侧壁10a上的1个或多个开口部中的1个或多个侧面气体注入部(SGI：Side Gas Injector)。
气体供给部20可以包括至少1个气体源21和至少1个流量控制器22。在一个实施方式中，气体供给部20能够将至少1种处理气体从与各自对应的气体源21经由与各自对应的流量控制器22供给至喷淋头13。各流量控制器22例如可以包括质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。另外，气体供给部20可以包括用于对至少1种处理气体的流量进行调制或脉冲化的1个或多个流量调制器件。
电源30包括经由至少1个阻抗匹配电路与等离子体处理腔室10耦合的RF电源31。RF电源31能够向基片支承体11的导电性部件(下部电极)和/或喷淋头13的导电性部件(上部电极)供给源RF信号和偏置RF信号那样的至少1种RF信号(RF电功率)。从而，能够从被供给至等离子体处理空间10s的至少1种处理气体形成等离子体。因此，RF电源31能够作为等离子体生成部的至少一部分发挥作用，该等离子体生成部能够在等离子体处理腔室10中从1种或多种处理气体生成等离子体。另外，通过向下部电极供给偏置RF信号，能够在基片W产生偏置电位，将所形成的等离子体中的离子成分引向基片W。
在一个实施方式中，RF电源31包括第一RF生成部31a和第二RF生成部31b。第一RF生成部31a经由至少1个阻抗匹配电路与下部电极和/或上部电极耦合，用于生成等离子体生成用的源RF信号(源RF电功率)。在一个实施方式中，源RF信号具有13MHz～150MHz的范围内的频率。在一个实施方式中，可以是第一RF生成部31a生成具有不同频率的多个源RF信号。所生成的1个或多个源RF信号被供给至下部电极和/或上部电极。第二RF生成部31b经由至少1个阻抗匹配电路与下部电极耦合，用于生成偏置RF信号(偏置RF电功率)。在一个实施方式中，偏置RF信号具有比源RF信号低的频率。在一个实施方式中，偏置RF信号具有400kHz～13.56MHz的范围内的频率。在一个实施方式中，可以是第二RF生成部31b生成具有不同频率的多个偏置RF信号。所生成的1个或多个偏置RF信号被供给至下部电极。另外，在各种实施方式中，可以将源RF信号和偏置RF信号中的至少1者进行脉冲化。
另外，电源30可以包括与等离子体处理腔室10耦合的DC电源32。DC电源32包括第一DC生成部32a和第二DC生成部32b。在一个实施方式中，第一DC生成部32a与下部电极连接，用于生成第一DC信号。所生成的第一DC信号被施加于下部电极。在一个实施方式中，可以是第一DC信号被施加于静电卡盘114内的吸附用电极那样的其它电极。在一个实施方式中，第二DC生成部32b与上部电极连接，用于生成第二DC信号。所生成的第二DC信号被施加于上部电极。在各种实施方式中，可以是将第一DC信号和第二DC信号中的至少1者进行脉冲化。此外，可以是除了RF电源31以外设置第一DC生成部32a和第二DC生成部32b，也可以是设置第一DC生成部32a代替第二RF生成部31b。
排气系统40例如能够与设置在等离子体处理腔室10的底部的气体排出口10e连接。排气系统40可以包括压力调节阀和真空泵。能够利用压力调节阀来调节等离子体处理空间10s的内部压力。真空泵可以包括涡轮分子泵、干式泵或它们的组合。
控制部2能够处理计算机可执行的命令，该命令用于使等离子体处理装置1执行在本发明中说明的各种工序。控制部2能够控制等离子体处理装置1的各要素执行在此说明的各种工序。在一个实施方式中，可以是控制部2的一部分或全部包含在等离子体处理装置1中。控制部2例如可以包括计算机2a。计算机2a例如可以包括处理部(CPU：CentralProcessing Unit(中央处理器))2a1、存储部2a2和通信接口2a3。处理部2a1能够基于存储在存储部2a2中的程序进行各种控制动作。存储部2a2可以包括RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态硬盘)或它们的组合。通信接口2a3可以经由LAN(Local Area Network：局域网)等通信线路在与等离子体处理装置1之间进行通信。
上面，对各种例示性的实施方式进行了说明，但是本发明并不限于上述的例示性的实施方式，可以进行各种增加、省略、替换和改变。另外，可以将不同的实施方式中的要素组合而形成其它的实施方式。
＜利用等离子体处理装置进行的基片的处理方法＞
接着，对如上述那样构成的等离子体处理装置1中的基片W的处理方法的一个例子进行说明。其中，在等离子体处理装置1中，对基片W进行蚀刻处理(例如HARC工序)。
首先，将基片W送入到等离子体处理腔室10的内部，将基片W载置在基片支承体11的静电卡盘114上。接着，对静电卡盘114的吸附用电极施加电压，从而利用静电力将基片W吸附保持在静电卡盘114上。
当基片W被吸附保持在静电卡盘114上时，接下来，将等离子体处理腔室10的内部减压至规定的真空度。接着，从气体供给部20经喷淋头13向等离子体处理空间10s供给处理气体。另外，从第一RF生成部31a向下部电极供给等离子体生成用的源RF电功率，从而激发处理气体，生成等离子体。此时，可以从第二RF生成部31b供给偏置RF电功率。然后，在等离子体处理空间10s中，利用所生成的等离子体的作用，对基片W实施蚀刻处理。
在结束蚀刻处理时，停止来自第一RF生成部31a的源RF电功率的供给和来自气体供给部20的处理气体的供给。在蚀刻处理中供给了偏置RF电功率的情况下，也停止该偏置RF电功率的供给。
接着，停止由静电卡盘114进行的基片W的吸附保持，进行蚀刻处理后的基片W和静电卡盘114的除电。然后，将基片W从静电卡盘114脱离，将基片W从等离子体处理装置1送出。这样，一系列的蚀刻处理结束。
＜被基片支承体支承的基片的冷却方法＞
图3是表示例如设置在专利文献1所公开的基片处理装置等中的、以往的基片支承体200的结构的一个例子的纵截面图。此外，在下面的说明中，对于具有与本发明的技术方案中的基片支承体11相同的结构的要素，通过标注相同的附图标记来省略详细的说明。
如图3所示，以往的基片支承体200包括静电卡盘114和基座201。静电卡盘114与基座201隔着粘接剂202层叠地接合。
静电卡盘114具有与图2所示的本实施方式的基片支承体11中使用的静电卡盘114相同的结构。即，例如通过在由陶瓷等绝缘材料构成的绝缘件之间夹着第一电极114a和第二电极114b而构成。另外，能够在静电卡盘114的上表面吸附保持基片W和环组件112。
基座201例如由Al合金等导电性材料构成。基座201的导电性材料能够作为下部电极发挥作用。在基座201内形成有流路C。
粘接剂202用于将静电卡盘114与基座201接合。如上所述，作为粘接剂202，一般使用热阻大的(热传导率小的)树脂制粘接剂。
在此，在利用如上述那样构成的以往的基片支承体200支承基片W，进行作为蚀刻处理的HARC工序的情况下，有可能无法恰当地在基片W深挖形成孔。具体而言，如上所述，当以高功率对下部电极施加RF时，被吸附保持在静电卡盘114上的基片W会因此而成为高温，由此，有可能导致所形成的孔被堵塞从而蚀刻无法进行。
作为用于抑制上述的孔的堵塞的方法，可以考虑利用来自在形成在基座201中的流路C中流通的制冷剂的热传递，对被保持在静电卡盘114上的基片W进行冷却。但是，当像以往的基片支承体200那样，将形成有流路C的基座201与用于吸附保持基片W的静电卡盘114利用作为热阻大的树脂制粘接剂(热传导率：0.2～0.3W/mK)的粘接剂202接合时，有可能导致从制冷剂向基片W的热传递被该树脂制粘接剂阻碍，无法恰当地冷却基片W。
因此，在本实施方式的基片支承体11中，如图2所示的那样，利用热阻小的金属接合层115、例如Al钎料和/或Ag钎料等金属钎料(热传导率：100～160W/mK)，将形成有流路C的基座113与静电卡盘114接合。而且，在本实施方式的基片支承体11中，将形成有流路C的基座113分割形成为主体部件113a和传热部件113b，其中，主体部件113a形成流路C的底面和侧面的至少一部分、且由导电性材料构成，传热部件113b形成流路C的顶面、且由具有与静电卡盘114相同程度的线膨胀系数的导电性材料构成。主体部件113a和传热部件113b在一个例子中由热阻小的树脂制粘接剂粘接。
在像本实施方式那样利用金属钎料(金属接合层115)将基座113与静电卡盘114接合的情况下，基座113和静电卡盘114会被熔融的金属钎料加热。此时，如果基座113与静电卡盘114的热膨胀系数差大，则有可能因由在接合时产生的热应力带来的残留应力，而导致基座113或静电卡盘114破损。
例如，在像图3所示的以往的基片支承体200那样，将铝合金(线膨胀系数：约23e-6/℃)制的基座201与陶瓷(线膨胀系数：约7～8e-6/℃)制的静电卡盘114利用金属钎料接合的情况下，与静电卡盘114相比，基座201的线膨胀量大，因此，如果金属接合层(金属钎料)不能充分地缓和残留应力，则静电卡盘114会破损。
因此，在本实施方式中，如上述那样，至少将与静电卡盘114直接接合的基座113的传热部件113b，利用具有与静电卡盘114(陶瓷)相同程度的线膨胀系数的导电性材料、例如Al类复合材料(线膨胀系数：约7～9e-6/℃)形成。这样，通过使经由金属接合层115接合的静电卡盘114与传热部件113b的线膨胀系数差减小，能够使在静电卡盘114与基座113接合时产生的热应力减小。即，能够使在静电卡盘114与传热部件113b之间产生的残留应力减小，从而能够恰当地抑制由线膨胀系数差引起的基座113或静电卡盘114的破损。
根据本实施方式，通过如上所述将基座113分割形成为主体部件113a和传热部件113b，并使与静电卡盘114直接接合的传热部件113b与接合对象的该静电卡盘114的线膨胀系数差减小，能够使用金属钎料将基座113与静电卡盘114恰当地接合，形成本实施方式的基片支承体11。
而且，根据本实施方式，通过如上所述使用金属钎料(金属接合层115)将基座113与静电卡盘114接合，与以往相比能够促进从在流路C中流通的制冷剂向静电卡盘114(基片W)的热传递，能够经由金属接合层115恰当地冷却基片W。即，能够同时实现对下部电极施加的RF的高功率化和基片W的低温化。
另外，此时，传热部件113b除了通过作为流路C的顶面发挥作用而直接与制冷剂接触以外，还通过热阻小的树脂制粘接剂与热容量大的主体部件113a接合。从而，能够直接进行从制冷剂对传热部件113b的热传递，并且能够抑制从该传热部件113b对主体部件113a的热传递，因此，能够更恰当地进行从制冷剂向静电卡盘114(基片W)的热传递。
此外，构成传热部件113b的导电性材料并不限于本实施方式所示的那样的Al类复合材料，只要是与静电卡盘114(陶瓷)的线膨胀系数差小的导电性材料就可以任意地选择。具体而言，本发明的发明人进行潜心研究得知，例如通过利用与静电卡盘114(陶瓷)的线膨胀系数差为3e-6/℃以下的导电性材料构成传热部件113b，能够恰当地抑制由线膨胀系数差引起的破损。
此外，作为与陶瓷的线膨胀系数差为3e-6/℃以下的其它的导电性材料，例如可以列举Ti合金(线膨胀系数差：2e-6/℃)等。
在此，即使在如上述那样利用与静电卡盘114的线膨胀系数差小的导电性材料形成传热部件113b的情况下，在选择传热部件113b与静电卡盘114的接合温度高的金属钎料进行接合时，也有可能会因在接合时产生的热应力而对静电卡盘114造成损伤。具体而言，即使在传热部件113b与静电卡盘114的线膨胀系数差小的情况下，在接合温度高的情况下该接合时的伸缩变形量的差变大，由此也有可能导致静电卡盘114发生破损。
因此，在本实施方式中，为了抑制上述的由在接合时产生的热应力引起的静电卡盘114的损伤，作为用作金属接合层115的金属钎料，优选选择接合温度例如为700℃以下的金属钎料。通过这样选择接合温度为期望的温度以下的金属钎料，能够使在接合时产生的伸缩变形量的差减小，即能够抑制静电卡盘114的破损从而将基座113(传热部件113b)与静电卡盘114恰当地接合。
图4是表示上述的基座113与静电卡盘114的关系的表，具体而言，是表示线膨胀系数差与金属钎料的接合温度的对应的表。
如上所述，在本实施方式的基片支承体11中，优选将形成流路C的基座113利用与静电卡盘114的线膨胀系数差为3e-6/℃以下的导电性材料形成，并且利用热传导率高且接合温度为700℃以下的金属钎料将该基座113与静电卡盘114接合。
在该情况下，例如优选图4所示的那样，至少将基座113的传热部件113b利用Al类复合材料(线膨胀系数差：1e-6/℃)形成，并且使用Al钎料和/或Ag钎料(接合温度：500～700℃)作为金属接合层115。
＜本发明的基片支承体的作用效果＞
上面，根据本实施方式的基片支承体11，将形成流路C的基座113与用于吸附保持基片W的静电卡盘114利用热阻小的金属接合层115接合。
此时，通过使用与静电卡盘114的线膨胀系数差小、优选为3e-6/℃以下的导电性材料构成与静电卡盘114接合的基座113的上表面侧(实施方式中的传热部件113b)，能够恰当地抑制由金属接合时的热应力引起的基座113和静电卡盘114的破损。
而且，通过这样将基座113与静电卡盘114进行金属接合，即利用热阻小的金属接合层115将基座113与静电卡盘114接合，能够恰当地从制冷剂对基片W进行热传递，因此，能够恰当地进行基片W的冷却。
另外，此时，使与静电卡盘114直接接合的传热部件113b作为流路C的顶面发挥作用，并且利用热阻大的树脂制粘接剂将传热部件113b与主体部件113a接合，因此，能够更恰当地进行从制冷剂向基片W的热传递。
另外，如上所述在本实施方式中能够恰当地进行制冷剂与基片W之间的热传递，因此，即使在进行例如作为蚀刻处理的HARC工序的情况下，也能够恰当地进行基片W的冷却。换言之，采用本实施方式的基片支承体11，能够同时实现RF的高功率化和基片W的低温化，能够恰当地在基片W深挖形成孔。
另外，即使在进行HARC工序时以高功率施加RF，使得传热部件113b和静电卡盘114高温化的情况下，也能够使传热部件113b与静电卡盘114之间的伸缩变形量的差、即产生的残留应力减小。而且，通过这样使产生的残留应力减小，能够恰当地抑制由于HARC工序时的基座113与静电卡盘114的线膨胀系数差而发生破损。换言之，不仅在金属接合时能够抑制基座113和静电卡盘114的破损，而且在HARC工序时也能够抑制基座113和静电卡盘114的破损。
而且，根据本实施方式，作为将基座113与静电卡盘114接合的金属接合层115，选择接合温度为700℃以下的金属钎料(例如Al钎料和/或Ag钎料)。
由此，能够使在基座113与静电卡盘114接合时产生的热应力减小，即，能够恰当地抑制因热应力而导致静电卡盘114发生破损，将基座113与静电卡盘114恰当地接合。
另外，根据本实施方式的基片支承体11，通过如上所述将基座113与静电卡盘114利用金属接合层115彼此接合，能够提高蚀刻处理时的基片支承体11和基片W的热响应性。即，能够使例如在蚀刻处理时以高功率和低功率交替地施加RF的混合运转时的热追随性提高，因此，能够以更短的时间反复进行上述的RF的功率切换。
此外，在上述的实施方式中，通过将在从截面看时具有凹凸形状的主体部件113a与具有大致平板形状的传热部件113b接合来构成基座113，但是基座113的结构并不限于此。
图5是表示第二实施方式的基片支承体的结构的概要的纵截面图。
如图5所示，在第二实施方式的基片支承体211中，基座213与静电卡盘114经由金属接合层115彼此接合。此外，在基座213中，例如在从截面看时朝向上方具有凹凸形状的主体部件213a与在从截面看时朝向下方具有凹凸形状的传热部件213b经由粘接部件213c彼此连接。
主体部件213a例如由Al合金等导电性材料构成，能够作为下部电极发挥作用。此外，如上所述，主体部件213a在从截面看时朝向上方具有凹凸形状。该凹凸形状通过与在后述的传热部件213b形成的凹凸形状相对地配置而形成流路C。换言之，在主体部件213a形成的凹凸形状规定流路C的底面和流路C的侧面的至少一部分。
传热部件213b例如由具有与静电卡盘114相同程度的线膨胀系数的导电性材料(例如Al类复合材料)构成。此外，如上所述，传热部件213b在从截面看时朝向下方具有凹凸形状。该凹凸形状通过与在主体部件213a形成的凹凸形状相对地配置而形成流路C。换言之，在传热部件213b形成的凹凸形状规定流路C的顶面和流路C的侧面的至少一部分。
粘接部件213c用于将主体部件213a与传热部件213b接合。作为粘接部件213c，例如可以使用热阻大的树脂制粘接剂。
根据第二实施方式的基片支承体211，通过将经由金属接合层115与静电卡盘114连接的传热部件213b形成为在从截面看时具有凹凸形状，能够使该传热部件213b与流路C的接触面积变大。
由此，能够使从制冷剂向传热部件213b的热传递量提高，换言之，能够使传热部件213b对静电卡盘114(基片W)的冷却能力提高，能够更恰当地进行基片W的冷却。
另外，在本实施方式中，与第一实施方式的基片支承体11同样，主体部件213a与传热部件213b由热阻大的树脂制粘接剂粘接。由此，能够抑制传热部件213b与热容量大的主体部件213a之间的热传递，即，能够更恰当地进行基片W的冷却。
接下来，图6是表示第三实施方式的基片支承体的结构的概要的纵截面图。
如图6所示，在第三实施方式的基片支承体311中，基座313与静电卡盘114经由金属接合层115彼此接合。另外，在基座313中，例如在从截面看时朝向上方具有凹凸形状的主体部件313a与具有大致圆板形状的传热部件313b经由粘接部件313c接合。
主体部件313a例如由具有与静电卡盘114相同程度的线膨胀系数的导电性材料(例如Al类复合材料)构成，能够作为下部电极发挥作用。另外，如上所述，主体部件313a在从截面看时朝向上方具有凹凸形状。该凹凸形状通过被后述的传热部件313b封闭而形成流路C。换言之，在主体部件313a形成的凹凸形状规定流路C的底面和流路C的侧面。
传热部件313b例如由具有与静电卡盘114相同程度的线膨胀系数的导电性材料(例如Al类复合材料)构成。传热部件313b以将在主体部件313a形成的凹凸形状封闭的方式，与该主体部件313a层叠地配置。换言之，传热部件313b规定流路C的顶面。
粘接部件313c用于将主体部件313a与传热部件313b接合。作为粘接部件313c，例如可以使用热阻大的树脂制粘接剂。
根据第三实施方式的基片支承体311，如上所述将形成基座313的主体部件313a和传热部件313b分别利用相同的导电性材料构成。
由此，例如即使在由于在HARC工序中以高功率施加RF而使得主体部件313a与传热部件313b分别高温化的情况下，也能够抑制在该主体部件313a与传热部件313b之间伸缩变形量产生差异。即，能够抑制在HARC工序时基座313发生破损，能够更稳定地进行基片支承体311对基片W的吸附保持。
上面，如第一实施方式～第三实施方式所示，通过至少将经由金属接合层115与静电卡盘114接合的传热部件利用具有与静电卡盘114相同程度的线膨胀系数的导电性材料构成，能够抑制因静电卡盘114与传热部件的线膨胀系数差而产生的残留应力引起的基片支承体的损伤。
另一方面，如第一实施方式～第三实施方式所示，配置在传热部件的下方的主体部件，可以由具有与静电卡盘114相同程度的线膨胀系数的Al类复合材料、或以往的基片支承体中使用的Al合金等任意的材料构成。
例如通过利用具有与静电卡盘114相同程度的线膨胀系数的Al类复合材料构成主体部件，能够抑制由HARC工序中的高温化引起的基座的损伤。
另外，例如，以往的基片支承体中使用的Al合金等，是与Al类复合材料相比廉价且容易加工的材料。即，通过利用Al合金等构成主体部件，能够容易地在该主体部件形成流路C，并且能够使形成基片支承体所花费的成本降低。
此外，如上述的第一实施方式～第三实施方式所示，构成基座的主体部件与传热部件，例如利用热阻大的树脂制粘接剂进行接合。但是，该树脂制粘接剂，根据在流路C中流通的制冷剂的种类的不同，有对该制冷剂具有可溶性的情况。在该情况下，由于如图2和图5、图6所示的那样面向流路C设置树脂制粘接剂，当该树脂制粘接剂与制冷剂接触时，在使制冷剂流通时树脂制粘接剂会产生损伤，有可能导致主体部件与传热部件剥离。
因此，为了抑制如上所述由制冷剂引起的树脂制粘接剂的损伤，例如可以如图7所示的那样，在粘接部件113c(树脂制粘接剂)与流路C的接触面，设置用于防止制冷剂与粘接部件113c接触的密封部件113e(例如O形环等)。
通过这样设置密封部件113e防止制冷剂与粘接部件113c接触，能够恰当地抑制粘接部件113c的损伤。
另外，例如也可以如图8所示的那样，为了抑制由制冷剂引起的树脂制粘接剂的损伤，在粘接部件113c与流路C的接触面的附近形成有用于使在流路C中流通的制冷剂的流速降低的堤堰113f。堤堰113f的形状和配置没有特别限定，例如相对于粘接部件113c设置在流路C中的制冷剂的流通方向上游侧，使与粘接部件113c接触的制冷剂的流速下降。
由此，能够使每单位时间/每单位流量的制冷剂中的粘接部件113c的溶解量减少，即，能够抑制粘接部件113c的损伤。
此外，图7所示的密封部件113e和图8所示的堤堰113f可以是仅设置有任一者，也可以设置有这两者。具体而言，在形成在一个基片支承体的流路C，可以是如图7、图8所示的那样仅设置有密封部件113e和堤堰113f中的任一者，虽然省略了图示但也可以是设置有密封部件113e和堤堰113f这两者。
此外，在上述的实施方式中，以将基座与静电卡盘经由作为Al钎料和/或Ag钎料等金属钎料的金属接合层接合的情况为例进行了说明，但是基座与静电卡盘的接合材料并不限于这样的金属钎料。
具体而言，只要能够使用至少与在以往的基片支承体中将基座与静电卡盘接合的树脂制粘接剂(热传导率：0.2～0.3W/mK)相比热传导率高的接合材料进行基座与静电卡盘的接合即可。
由此，至少与以往的基片支承体相比能够使从制冷剂对基片W的热传递量增加，即，至少能够恰当地进行基片W的冷却。
本次公开的实施方式在所有方面均应认为是例示性的而不是限制性的。上述的实施方式可以在不脱离所附的权利要求书及其主旨的情况下，以各种方式进行省略、替换、改变。

Claims (12)

1.一种用于支承基片的基片支承体，其特征在于，包括：
导电性的基座部，在该基座部的内部形成有供所述基片的温度调节用流体流动的流路；
配置在所述基座部的上表面的静电吸附部，该静电吸附部的上表面包括用于支承所述基片的支承面；和
用于将所述基座部与所述静电吸附部彼此接合的金属接合部，
所述基座部包括：
主体部件，其形成所述流路的侧面的至少一部分和所述流路的底面；和
用于在所述温度调节用流体与所述静电吸附部之间进行热传递的传热部件，其形成所述流路的顶面。
2.如权利要求1所述的基片支承体，其特征在于：
所述传热部件由与所述静电吸附部的线膨胀系数差为3e-6以下的材料构成。
3.如权利要求2所述的基片支承体，其特征在于：
所述传热部件由Al与Si的复合材料、Al与SiC的复合材料和Ti合金中的至少任一种材料构成。
4.如权利要求1～3中任一项所述的基片支承体，其特征在于：
所述主体部件与所述传热部件由相同的材料构成。
5.如权利要求1～3中任一项所述的基片支承体，其特征在于：
所述主体部件由Al合金构成。
6.如权利要求1～5中任一项所述的基片支承体，其特征在于：
所述金属接合部是接合温度为700℃以下的金属钎料。
7.如权利要求6所述的基片支承体，其特征在于：
所述金属钎料是Al钎料和Ag钎料中的至少任一种钎料。
8.如权利要求1～7中任一项所述的基片支承体，其特征在于：
还包括用于将所述主体部件与所述传热部件电连接的接触带。
9.如权利要求1～8中任一项所述的基片支承体，其特征在于：
所述主体部件与所述传热部件通过由树脂材料构成的粘接剂彼此接合。
10.如权利要求9所述的基片支承体，其特征在于：
在所述流路的内部形成有用于使在内部流通的温度调节用流体相对于所述树脂材料的接触流速降低的堤堰。
11.如权利要求9或10所述的基片支承体，其特征在于：
包括用于将所述温度调节用流体与所述树脂材料之间阻断的密封部件。
12.一种用于对基片进行处理的基片处理装置，其特征在于，包括：
用于规定所述基片的处理空间的处理腔室；
配置在所述处理空间的内部的权利要求1～11中任一项所述的基片支承体；
用于向所述处理空间供给处理气体的气体供给部；和
能够利用所述处理气体在所述处理空间生成等离子体的等离子体生成部。
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