TW541639B - Substrate processing apparatus - Google Patents

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TW541639B
TW541639B TW091107309A TW91107309A TW541639B TW 541639 B TW541639 B TW 541639B TW 091107309 A TW091107309 A TW 091107309A TW 91107309 A TW91107309 A TW 91107309A TW 541639 B TW541639 B TW 541639B
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Masuhiro Natsuhara
Hirohiko Nakata
Akira Kuibira
Kenji Shinma
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Sumitomo Electric Industries
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Description

541639 五、發明説明（1 [發明之背景] [發明之領域] 本發明係關於一種使用於電漿CVD a 壓CVD、金屬CVD、絕緣膜CVD上、予氧相沈積）、減 的基板處理裝置。 噼于汪入、蝕刻等處理
[背景技藝之說明J 作為基板處理裝置，在為了虛 半導壁罢、&坦山 處理矽阳圓等半導體基板的 +導組製造裝置万面提出各種為了搭 取· 加為晶圓的承座 (susceptor)(陶竞組件），其中若干已達到實用化。 例如特開平4-78 138號公報描ψ ㈤ 圓加熱裝置。 t報“了如圖8所示的半導體晶 參考圖8，此半導體晶圓加教 ..t …农置1 0 1具有使圓盤狀加 ;、邵1〇2和圓柱狀支持部1〇5 一體化的截面丁字型。圓盤 訂 •:、.、部102由陶宪構成’在其内部發熱電阻器I”埋設 成螺旋狀。 圓柱狀支持部i 05與晶圓加熱面1〇2&的背面中央部接 合。此^柱狀支持部105外周面和室104之間為〇-型環 9所在封。而且，熱電偶1丨1和2支電極1 埋設於圓 盤狀加熱部丨02及圓柱狀支持部1〇5，從圓柱狀支持部 1 0 5上側端面取出到室1 〇 4外。 4在化種加熱裝置101，藉由透過電極103a供應電力給發 熱電阻器1 0 3端部，發熱電阻器1 〇 3發熱，加熱晶圓加熱 面 102a 〇 根據此公報’此加熱裝置1 0 1被認為可防止金屬加熱器 -4 本纸張尺度適用巾a g *標準(CNS) μ規格^⑽挪公董） 2 五、發明説明（ 之類的（亏染，同咕, 差或熱附ί:::: =方式的情況，產生熱效率 電極腐蚀、透匕固疋類的問題，並且也可以防止 "極腐蚀或電極間、電極殼等放電、漏電。 二圓ίΐ構造的加熱裝置101需要在埋設發熱電阻器 構WA: 熱邵1〇2安裝圓柱狀支持部105。因此， 支^ □般L雜’成本大幅増大。此外，圓柱狀支持部1〇5 狀加熱部1〇2，所以難免截面積、熱容量都不得 、 因此有下述問題點：因在發熱電阻器103產生 6’旃傳到圓柱狀支持部105而擾亂圓盤狀加熱部102的晶 圓加熱面l〇2a的均熱性。 ~夕為在圓柱狀支持部105和室1〇4的接觸部使用〇一 聖％ 109取得密封而需要降低溫度到2〇〇它以下。因此， □柱狀支持部1〇5的長度變成超過2〇〇的長度，有不能 縮小裝置鬲度這種大的問題。 再者^圓柱狀支持部105為了支持圓盤狀加熱部1〇2， 免不了往往被安裝於圓盤狀加熱部1〇2的背面中央部，對 於私氣連接於發熱電阻器1〇3的供電用導電構件或熱電偶 安裝位置的限制也大。 [發明之概述] 本發明之目的係提供，一種可使均熱性良好、可減低成 本有利於裝置小型化且可緩和供電用導電構件等安裝限 制的基板處理裝置。 本發明之基板處理裝置係在室内將基板在搭載於基板保 持aa的狀怨處理之基板處理裝置，基板保持體具有含有電 541639 A7 B7 五、發明説明（3 各和陶瓷基體的平板形狀部，並且搭載基板的面以外的平 板形狀部的至少一部分的面藉由和室接觸，支持於室。 本發明之基板處理裝置因陶瓷基體的平板形狀部直接接 觸室而無需在陶资基體本身安裝如習知例的圓柱狀支持 &可將陶瓷基體照樣設置於室内。如此一來’可非常簡 化陶瓷基體本身的構造。 本發明者等就這些構造在製造裝置上是否可能反覆設計 和實驗’根據以下理由發現即使小…氣壓的減壓下亦可 處理基板。 在本發明之基板處理裝置，陶資基體和室之間顯微地觀 察，只是以點接觸接觸，其接觸面積非常小。因此，因傳 熱而從陶資基體傳到室的熱量比較小。此外，室内的氣氛 通常為1氣壓以下的減歷下，戶斤以因#流而從陶资基體傳 到室的熱量亦小。此外，—般室為金屬製，所以輕射率比 陶瓷基體低。 因此，即使在陶瓷基體產生的熱因輻射而放射到室侧， 其多數在室側被反射，再在陶瓷基體侧被吸收，所以從陶 瓷基體傳到室的熱比較小。 如以上，傳熱、對流、輻射都從陶瓷基體傳到室的熱量 小，並且其傳熱密度也取決於接觸機率而成為均句，陶瓷 基體上的局部也沒有集中傳熱到室，所以影響到基板搭載 面的均熱性小。因此，可得到基板搭載面的均熱性佳的基 板處理裝置。 此外，不需要如習知例的圓柱狀支持部，所以可大幅減 -6-
4 五、發明説明（ 低成本，並且也可以緩和供電用導電構件等安裝限制。 此外如白知例具有超過200 mm長度的圓柱狀支持部 不存在所以可使主本身小型化。此外，因室可小型化而 基板處理裝置本身亦可小型化。 平板形狀部固足於室的方法，例如在想要設置室内 的平板形狀的部分形成比平板形狀部外形稍大的凹部，只 是嵌入該處就可設置。如此，不在平板形狀部形成凸部， 將基板搭載於基板搭載面，在小於1氣壓的減壓下可施以 各種VCD、银刻等處理。 本發明的「基板處理裝置 曰日基板製造裝置，「基板」 明基板（玻璃基板）。 」中包含半導體製造裝置或液 中包含半導體晶圓或液晶用透 最好電路包含由下述之群所選的 、靜電夾盤用電極&RF(射頻） 在上述基极處理裝置， 至少一個：由發熱電阻器 電極構成。 如此’藉由單獨或各種組合具有發熱電阻器靜電央盤 用電極…電極作為電路，可處理符合各種條件的基 板。又，關於發熱電阻器、靜電央盤用電極、rf電極如 何組合，可根據處理的條件適當選擇。 =，#電夹盤用電極.、RF電極雖然不會如發熱電阻 益發熱，但靜電夾盤的情況例如姓刻時，RF電極的 用^在產生電漿時產生熱，其溫度分佈料對晶圓或液晶 X板的處理給與影響。然而，本發明之基板處理裝置如 处’陶瓷基體直接接觸室，所以在靜電夾盤用電極或 -7 - 本紙s家標準(CNS) μ規格(2iqx297公爱) 541639 A7
RF電極產生的溫度分佈與習知構造比較 勻0 成為非常均 在上述基板處理裝置 的平板形狀部和室之間 最好微小的空隙存在於互相接觸
精由微小的空隙存在於互相接觸的平板形狀部和室 之間，平板形狀部和室顯微地觀察，以點接觸接 觸面積非常小。因此，如上述因傳熱而從平板形傳 室的熱量比較小。 得J 在上述基板處理裝置，最好更具備供電用導電構件兩 氣連接於電路且拉到外m度測量用端子：為測: 陶瓷基體溫度而從室外部插入内部。供電用導電構件和溫 度測量用端子通過室的部分在室側被密封。 在本發明構造的情況，因將發熱電阻器、靜電夾盤用電 極、RF電極等電路形成於陶瓷基體而需要將供電用導電 構件拉到室外。此外，作為為了測量陶瓷基體本身溫度= 溫度測量用感測器，即使使用熱電偶時，也和供電用導電 構件同樣，需要將熱電偶的引線部拉到室外。然而，室内 為了在1氣壓以下的減壓下處理晶圓或液晶用基板，需要 確保室内的密封。就確保密封的方法而言，需要在和室之 間密封由陶瓷基體拉出的供電端子或熱電偶。就為了此密 封的手法而言，可使用例如橡膠等樹脂製〇 -型環。 又，在本發明所謂「在室側密封」，意味著在陶瓷基體 以外的構件和室之間被密封。 在上述基板處理裝置，最好供電用導電構件在至少室内 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
裝 訂
線 6 五、發明説明（ 以ΓΓ基體相同材料的第—包覆構件覆蓋。 藉由以和陶瓷基體相同材 用導電構件，可防止在室，0後構件覆蓋供電 成的各供電用導電構件腐#。此 =響所造 合，可對於室保持密封性，並 到ζ陶免基體接 分，例如安裝於室的〇.型環，可夕:的密封部 關於陶瓷基體和包覆構件的接 ：：封性。 就接合的手法而言，可使用眾法叹有特別限制， 有鈦寺活性金屬的金焊料接合。或 3 上或包覆構件上利用金屬膜，；膜基體 接合的方法，並可使用玻瑞㈣^ 趣’利用鲜科 合層可根據使用的條件適當選擇。寺作為接合層。這些接 在上述基板處理裝置，最好溫度測量用 以^匈资基體相同材料的第二包覆構件覆蓋。在至>、室内 基用二測器為例如熱電偶時’該熱電偶接近陶t 基姐配置，用於測量陶資基體溫度。此時， 瓷 基體相同材料的包覆構件覆蓋熱電偶，可防和陶完 的氣體或電漿等影響所造成的端子腐蝕。 至内使用 再者，將包覆構件延伸到室和外部的密封部八 裝於室的〇-型環，可確保和外部的密封性。:Ί ，陶资基體和包覆構件接合。關於這種情 方=可 、有特別限制，可用眾所周知的手法 要。万法， 活性金屬的金屬坪料接合。或者在接合部的 -9· 本纸張尺度適用巾目时標準(CNS) Μ規格(2ΐ()χ挪公$ 五、發明説明（ 包覆構件上利用金屬膜，例 e 4蒸鍍寺薄膜法或絲網印刷厚 腰清寺形成金屬化層，按昭㊉ *、、、而要犯以電鍍，利用銲料接合 的万法，並可使用玻璃或 ^ 可根據使用的條件適當選擇寺作為接合層。這些接合層 伴=此/和陶€相同材科的包覆構件覆蓋供電用導電構 測量用感測器時’亦可在此包復構件中包含多數 包覆構件的個數。-用感❹。如此-來’可減少 二：，此包覆構件起為了保護供電用導電構件或溫度測 =感測器防止室内氣氛的作用，而不是對於室支持陶資 眩。因此，此包覆構件尺寸可比習知例的圓柱狀支持部 尺寸明顯縮小。藉此’亦可縮小包覆構件和陶竞基體的接 合、接觸面積，亦可縮小包覆構件本身的熱容量。因此， 傳到包覆構件的熱量變小，不會如以往大幅損及 的基板搭載面的均熱性。 此外，此包覆搆件對於室不支持料基體，所以可縮小 載面積’在安裝位置沒有限制。因此，習知例不得不將保 持機能給與圓盤狀加熱部的中央一處而安裝圓柱狀支持 «件安裝於基體的基板批載 面以外的多數地方。因此，τ自由設計設計電路時的電極 位置。此外，關於溫度測量用感測器亦可自由安裝於陶瓷 基體的基板搭載面以外的面’所以在幾處都可測量必要的 部分，可更高精度監測且控制陶瓷基體的溫度。 在上述基板處理裝置，最好更具備供電用$電構件：電 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 541639 五、發明説明（8 氣連接於電路且拉到室外部；及，溫度測量用端子 體溫度而從室外_人内部。供電用導電構件和 用端子通過室的部分藉由平板形”和室接合被 此’藉由平板形狀部部分地與室接合，亦可保持溫度 測里用感測器或供電端子的密封性。就室和平板形狀部的 接合万法而t，沒有特別限制。例如亦可使用含有銀、 銅、金、銷、把、鎳、銘、鈇、銳等活性金屬的鲜料。就 鲜料的使用方法而言，例如可用含有欽等活性 ::直接接合。此外’也可以在想要密封的部分的陶2 金屬用薄膜法蒸鐘，在其上流過鮮料接合。再 =使 利用玻璃接合室和平板形狀部。然而，根據半導體或^ 基板的處理過程，上述烊料、蒸鍍膜、破璃等材料中不= 使用者也存在，所以需要按照其用途選擇適當的材料。此 訂 在上述基板處理裝置，最好和至少 面為鏡面。 h千板形狀郅接觸的室 在陶瓷基體產生的熱如上述，藉由輻射、傳熱 到：。此時，若室側為鏡面，則由陶竞基體所 : 室侧被反射的比率提高，傳到室侧的熱量大幅減少；： 制溫度上升有大的效果。 在抑 在上述基板處理裝置，最好基板保持體的基板料 外的至少一部分的面為鏡面。 。面乂 在陶资基體内產生的熱輕射到陶資基體外部 保持體表面為鏡面，則在表面反射熱的比率提高，：輻射 11 - X 297公釐） 541639 A7 B7
五、發明説明（ 到基板保持體外部的比率降低。因此，可抑制室的溫度上 升。但疋’晶圓及液晶基板的搭載面需要加熱晶圓及液晶 基板’所以典需成為鏡面。 在上述基板處理裝置，最好至少平板形狀部接觸的室面 及基板保持體的基板搭載面以外的至少一部分面的至少任 一面的表面粗糙度為Ra幺0.2 μπι。 如上述，若和至少平板形狀部接觸的室面或基板保持體 的基板搭載面以外的至少一部分面為鏡面，則可有效抑制 室的溫度上升。具體而言，若表面粗糙度為Ra s 0.2 μιη， 則可更有效抑制溫度上升。如此一來，可抑制室的溫度上 升’同時亦可使形成於陶瓷基體的發熱電阻器的發熱量， 即輸出降低。 在上述基板處理裝置，最好更具備冷卻裝置：設於室的 平板形狀部接觸的部分附近。 從陶瓷基體到室的傳熱量雖小，但上述輻射、傳熱、對 流或在供電用導電構件、溫度測量用感測器的引線及包覆 構件等傳導而某種程度的熱傳到室。此時，可利用此冷卻 裝置防止和外部密封的橡膠等樹脂製〇 -型環熱致劣化而 不能保持密封性。 就冷卻裝置而言，可根據室的溫度上升程度選擇各種手 法。例如溫度上升小時安裝散熱片等，溫度再上升時在該 散熱片·安裝風扇亦可。此外，安裝使用水等冷媒的液冷冷 卻裝置亦可。再者，組合這些手法有效冷卻室亦可。 再者，為了熱致保護確保室和外部的密封性的橡膠等樹 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 訂
線 541639
脂製ο _型環’也可以用導熱性構件填滿裝有冷卻裝置的 室和包覆構件的空隙。具體而言，在裝有〇-型環的上述 室的外氣侧且包覆構件和室之間填充軟質金屬，例如銦 等’使傳到包覆構件的熱漏到上述室側，可使〇 -型環附 近的溫度降低。藉此，可使〇 _型環的壽命提高，同時使 密封性的可靠度提高。即，沒有設於陶瓷基體的發熱電阻 器失控’在異常發熱時也熱致破壞〇 -型環而室内漏氣。 在上述基板處理裝置，最好更具備推銷··為從基板保持 體推上搭載於基板保持體的基板而從室外部插通到内部。 此推銷通過室的部分在推銷和室之間被密封。 如此，在從基板保持體的基板搭載面卸下晶圓或液晶用 基板時亦可使用推銷。將此推銷取出室外時，因在減壓下 使用室而推銷也需要密封。就這種情況的密封方法而言， 雖然沒有特別限制，但例如可使用橡膠等樹脂製〇 _型環 等。 '"私 在上述基板處理裝置，最好基板處理裝置在η3χ 1〇帕 以下的減壓下使用。 在這種133 X 10.帕以下的減壓下，從陶瓷到室的對流傳 為也’支少，所以在這種減壓下的使用特別理想。 在上述基板處理裝置，最好基板處理裝置用於使用電漿 的化學氣相成長、在減壓下的化學氣相成長、為了形2 2 屬層的化學氣相成長、為了形成絕緣膜的化學氣相成長二 離子注入、触刻的任一處理。 如上述進行各部密封，藉此在丨氣壓以下的減壓下亦可 541639 A7 -------- B7 五、發明説明（Μ ) 笔典問題使用，所以可良好地用於使用電槳的化學氣相成 長、在減壓下的化學氣相成長、為了形成金屬層化學氣相 成長、為了形成絕緣膜的化學氣相成長、離子注入、電漿 姓刻、光姓刻。 & 在上述基板處理裝置，最好陶瓷基體包含由下述之群所 選的一種以上·由氧化鋁、氮化鋁、氮化矽及碳化矽構成。 這些陶瓷一般有耐熱性，為細緻性，所以是耐蝕性比較 強的陶瓷。藉此，可得到使良好耐熱性及耐蝕性並存的基 板處理裝置。 在上述基板處理裝置，最好陶瓷基體為氮化鋁。 上述陶瓷中，氧化鋁（鋁氧土）特別在進行電漿蝕刻時適 合。關於碳化矽，使用不添加燒結助劑而燒結的高純度碳 化矽燒結體。 然而，上述陶瓷中，氧化鋁因熱導率低而有以下問題 點·耐熱衝擊性低、在半導體製程中不能急遽溫度上升、 下降。此外，關於碳化矽，因碳化矽本身有導電性而有不 此直接形成電路的問題點。對此，氮化鋁不僅耐蝕性特別 好，而且熱導率也比較南，所以耐熱衝擊性佳，不僅在半 導體製程中可急遽溫度上升、下降，而且有發熱電阻器 時’基板搭載面的溫度偏差比較小，所以可進行穩定的基 板處理。 在上述基板處理裝置，最好陶瓷基體含有包含稀土族的 燒結助劑。 如上述’若用氮化鋁作為陶瓷基體的材料，則可急遽溫 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公 541639 A7
度上升、精且可進行穩定的基板處i。然而，氮化銘— 般為難燒結性物質，所以-般適量添加燒結助劑製作燒处 體。此時’就所使用的燒結助劑而言’―般使用稀土元； 化合物或驗土金屬元素化合物。這些化合物中，添加驗土 金屬化合物的氮化銘燒結體的情況，以電聚或腐蝕性氣， 處理基板時，會蝕刻存在於燒結體的氮化鋁粒子間的鹼^ 金屬化合物，氮化鋁粒子從燒結體脫落，作為粒子 (particle)污染室内時，證實給與晶圓或液晶等基板=性 大的損害。因此，作為實績，最好使用比較耐蝕刻的稀土 兀素化合物作為燒結助劑。 在上述基板處理裝置，最好包含於燒結助劑中的稀土族 為釔，其燒結助劑含量為〇·〇5質量百分比以上丨〇質量百 分比以下。 在上述稀土族中’釔也是耐蝕性特佳。包含此釔的燒結 助劑含量小於0.05質量百分比時，因燒結助劑量過少而在 燒結體内產生微小的孔，蝕刻由該處進行。此外，包含姜乙 的燒結助劑含量超過1 . 0%時，會在氮化鋁粒子間的粒界 產生燒結助劑的「凝聚」，蝕刻容易由此處進行。 關於本發明所製作的陶瓷之製造方法，沒有特別限制^例 如也可以採取下述方法：對於陶瓷的原料粉末按照需要添加 燒結助劑，再添加結合劑、有機溶劑，利用球磨等手法混 合"將做好的漿料用刮塗法形成片材，將其層疊可形成成型 體。此外，可在這些層疊的片材將鶴、鉬、也等高炫點金屬 用絲網印刷等手法形成電路而層疊。做好的成型體在非氧化 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐)
裝 訂
線 13 五、發明説明（ I生乳風中以預定溫度烺燒，製成陶瓷燒結體。也可以將此陶 瓷乂、⑺把按照需要施加切斷、研磨、磨削等加工。 [附圖之簡單說明] 、圖為概略顯不本發明一實施形態的基板處理裝置結構 的截面圖’與沿著圖2的I - I線的截面對應。 圖為.”、員示陶瓷組件和室的接觸面内的貫通孔配置情況 的平面圖。 圖^為顯不熱電偶直接接觸陶瓷基體的情況的概略截面圖。 圖4為顯示使用靜電夾盤用電極或rf電極作為電路時的 結構的概略截面圖。 +圖5為顯7^組合使用發熱電阻器、靜電夾盤用電極及R F %極作為電路時的結構的概略截面圖。 圖6為顯示發熱電阻器圖案的平面圖。 圖7為顯示靜電夾盤用電極或RF電極圖案的平面圖。 圖8為概略顯示揭示於特開平心78 138公報的半導體晶圓 加熱裝置結構的截面圖。 [較佳具體實例之說明] 以下’就本發明實施形態根據圖加以說明。 參考圖1 ’本實施形態的基板處理裝置為處理例如半導 體晶圓或液晶用透明基板等基板的裝置，主要具有搭載其 基板而加熱的陶瓷組件1和内部有該陶瓷組件1的室4。 陶資:組件1主要具有由陶瓷基體2構成的平板形狀，在 该陶瓷基體2内埋設例如發熱電阻器3 &作為電路。在此陶 瓷組件1的基板搭載面2 a搭載半導體晶圓或液晶用透明基 -16- 本紙張尺度適财g g家標準(CNS) A4規格(21Gχ 297公爱) A7 B7 541639 五、發明説明（14 板等基板2 0。和此基板2 〇搭載面相反側的陶瓷基體2的面 藉由和室4直接接觸被支持於室4。 又’在圖中雖然如陶瓷基體2的面完全接觸室4般地顯 示’但實際上微小的空隙多數存在於陶瓷基體2和室4之 間’陶瓷基體2和室4顯微地點接觸。 參考圖2 ,在陶瓷組件1和室4的接觸面内設有貫通室4 的多數貫通孔4b、4c、4d。 參考圖1，貫通孔4b係為了從室4外部貫通電氣連接於 發熱電阻器3 a的供電用導電構件3 d所設。此外，貫通孔 4 c係為了從室4外部插入例如熱電偶7作為為了測量陶瓷 基體2溫度的溫度測量用感測器而使其接近陶瓷基體2側 所叹。此外，貫通孔4 d係為了從室外部插入為了推上搭 載於陶瓷組件1的基板2 〇的推銷8所設。又，在陶瓷組件i 設有為了插通推銷8的貫通孔4 e。 ^電氣連接於發熱電阻器3 a的供電用導電構件3 d在至少 主内為包復構件5所覆盖其周圍。藉此，可防止發熱電 阻器3 a因室4内的氣體或電漿而腐蝕。此包覆構件$由和 陶瓷基體2相同的材質構成。此外，此包覆構件5外周面 和貫通孔4b内周面之間為〇·型環9所密封。 為/m度’則量用感測器的熱電偶7也在至少室4内為包覆 構件6所覆蓋其同圍，可防止因室4内的氣體或電漿而腐 蝕。此包覆構件6由和陶瓷基體2相同的材質構成。此包 復構件6外周面和貫通孔4 c内周面之間為洌如〇 _型環$ 密封。
•17-
541639
這些貫通孔4b、4C夂個兹丄h 此外錢陶t基體2和室4接觸被密封。 此外，推销8外周和言補π 封 、 d之間為例如〇 -型環9所密 此外，在配置室4的卩自咨& μ 一 、 〇 Π是、、且件1的部份的附近設有使用 水等冷媒的液冷冷卻裝罾4 ^。a 丨衮置4a。又，冷卻裝置4a不限於液冷 冷卻裝置’也可以是具備例如散熱片或風扇的冷卻裝置。 室4的至少陶资基體2接觸的面為鏡面較佳，而陶资組 件1的基板搭載面2 a以外的面真於品&处 β 土 Jί兄面較佳。再者，在陶资 組件1，和室4接觸的面為鏡面較佳。 如此，為鏡面的部分的表面粗糙度最好為以<〇2^^。 本實施形態的基板處理裝置最好在133 χ 1〇帕以下的減 壓下使用，並且最好用於使用電漿的CVD、在減壓下的 CVD、為了形成金屬層的CVD、為了形成絕緣膜的cvd、 離子注入、蝕刻等。此外，就陶瓷基體2的材質而言，氧 化鋁（鋁氧土）、氮化鋁、氮化矽及碳化矽的單體或這些的 任思組合較佳’特別是由氮化鋁構成較佳。此外，陶究基 體2的材質由氮化鋁構成時，陶瓷基體2最好含有包含稀 土族的燒結助劑。此外，包含於此燒結助劑中的稀土族最 好為釔，燒結助劑的含量最好為〇.05質量百分比以上i 〇 質量百分比以下。 又，在圖1雖然就包覆構件6位於熱電偶7和陶竞基體2 之間的結構加以顯示。但也可以如圖3所示，熱電偶7如 直接接觸陶瓷基體2表面般地配置。 此外，在圖1雖然就只用發熱電阻器3 a作為電路的情況 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐) 裝 訂 541639 A7 _____B7 五、發明説日P~ 加以顯示，但也可以如圖4所示，只用靜電夾盤用電極3七 或RF電極3 c的任一電極作為電路，並且也可以如圖$所 示，任意組合發熱電阻器3a、靜電夾盤用電極3b、反1：電 極3 c。此組合有發熱電阻器3 a和靜電夾盤用電極3 b的組 合 '發熱電阻器3a和RF電極3c的組合、靜電夾盤用電極 3 b和RF電極3 c的組合、發熱電阻器3a和靜電夾盤用電極 3 b和R F電極3 c的組合。 此外，發熱電阻器3 a的平面圖案最好具有含有如圖6所 示的圓弧狀圖案的發熱部3a]和位於發熱部3“兩端部的端 子部3ai。此發熱部3幻如和推銷8不干擾般地被形成圖案。 此外，靜電夾盤用電極3 b或R F電極3 e可形成如圖7所 示的圖案。此靜電夾盤用電極3b*RF電極3c也如和推銷 8不干擾般地被形成圖案。 又，在上述實施形態雖然就發熱電阻器3 a兩面為陶瓷基 體2所夾的結構加以說明，但和發熱電阻器3 a的基板搭載 面2 a相反側也可以為由陶瓷以外的材質構成的保護層所 包覆。 以下，就本發明之實驗例加以說明。 (實驗例1 ) 將有機溶劑、結合劑加入以下表丨所示的各成分的陶瓷 粉末’以球磨機混合製作漿料。將做好的漿料用刮塗法進 行片材成型。對於做好的片材按照需要使用鎢糊以絲網印 刷法形成發熱電阻器電路、靜電夾盤用電極、R F (產生電 漿用）電極。其次，層疊這些片材並在非氧化性氣氛中脫 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準規格(210 X 297公釐) 541639 A7 B7 五、發明説明（17 ) 脂、燒結後，在推銷通過的部分施以穿孔加工，製作陶瓷 基體。 表1 試樣 主要成分 添加物 1 氮化鋁 無 2 氮化鋁 Y2〇3 (0.05質量％) 3 氮化鋁 Υ2〇3 (〇.5質量％) 4 氮化鋁 Υ2〇3 (1.0質量％) 5 氮化鋁 Υ2〇3 (3.0質量％) 6 氮化鋁 Eu203 (0.5 質量％) 7 氮化鋁 Yb203 (0.5 質量％) 8 碳化矽 無 9 氧化鋁 1^$〇(0.5質量％) 10 氧化鋁 無 11 氮化矽 丫2〇3 (〇·5 質量％) 其次，在供電用導電構件、溫度測量用感測器（熱電偶） 安裝於這些陶瓷基體的部分安裝和陶瓷基體相同材質的包 覆構件。就安裝方法而言’安裝以氧化銘為主要成分的玻 璃作為黏接層。此時的包覆構件使用内徑2.0 mm、外徑 3.0 mm者。其次，安裝供電用導電構件、熱電偶，設於室 内。此時，室在設置部分施以具有比陶瓷基體稍大的内徑 的凹狀挖掘，可設置成陶瓷基體不移動。其後，將陶瓷基 體安裝於室接觸面側，在包覆構件中設置供電用導電構件 及熱電偶，再將推銷設於預定位置，分別在室側用Ο -型 環密封。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 541639 A7 B7 五、發明説明（18 ) 其次，在陶瓷基體的基板搭載面搭載矽晶圓及液晶用玻 璃基板，使室内成為真空，從供電用導電構件供電給形成 於陶瓷基體的發熱電阻器、靜電夾盤用電極、R F電極， 按照需要使反應氣體流到室内。此時，分別以550 °C處 理。其結果，可在矽晶圓及液晶用基板施以預定處理。 即，得知即使在為簡化構造的本構造，發熱電阻器、靜電 夾盤用電極、R F電極都正常動作。此外，在550 °C的各陶 瓷均熱性如表2所示。 表2 試樣 主要成分 添加物 熱導率 (W/mK) 在550°C的 均熱性(°C) 1 A1N 無 85 ±5.8 2 A1N Y2〇3 (0.05質量％) 156 ±2.7 3 A1N Υ2〇3 (〇.5質量％) 192 ±2.3 4 A1N 丫2〇3 (1.0質量％) 190 ±2.3 5 A1N 丫2〇3 (3.0質量％) 187 ±2.3 6 A1N Eu203 (0.5質量％) 188 ±2.3 7 A1N Yb203 (0.5 質量％) 185 ±2.4 8 SiC 無 173 ±2.5 9 ai2o3 MgO(0.5 質量 ％) 23 ±9·2 10 ai2o3 無 21 ±9.0 11 Si304 Y2〇3 (〇.5質量％) 35 ±7.3 (實驗例2 ) 其次，將在實驗例1使用的陶瓷基體在真空中升溫到750 °C。測量此時Ο -型環附近的溫度的結果，在試樣3為1 32T： 。此時0 -型環使用耐熱溫度150°C者，室内不會洩漏。此 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 541639
時基板搭載面内的均熱性為土 3 6。〇。 再者，使冷卻水流到罜，可冷卻室。其結果，〇 _型環附 近的溫度為38Ϊ。此外，基板搭載面内的均埶性為土3 7 °C ° …、 · 其次，在室和包覆構件之間作為軟質金屬，將銦對於 0-型環的室填充於外侧。其結果，〇_型環附近的溫度成 為2 2 C ’基板搭載面内的均熱性為土 3.7 t。 (實驗例3 ) 將在實驗例2使用的試樣3的基板搭載面相反側的表面 粗糖度準備Ra = 0 7、0·2、0.07 μη!者。再準備室的陶資基 體設置面的表面粗糙度^==08、〇2、〇〇5陣者。其後， 將各陶瓷基體設置於室内，升溫到75〇它而測量〇 —型環的 溫度。表3顯示其結果。 表3 • 〇 -型環溫度 陶資;基體表面粗糖度（Ra : μπι)
此時基板搭載面内的均熱性都是土 3 ·7它。此外，對於陶 瓷基體的輸出（投入陶瓷基體的電力）也測量的結果，如 室表面粗糙度 (Ra : μπι) 表4 〇 -22· 541639 A7 B7 五、發明説明（2〇 ) 表4 陶瓷基體輸出
陶瓷基體表面粗糙度（Ra: μιη) 0.7 0.2 0.07 室表面粗彳造度 (Ra : μιη) 0.8 1230W 928W 855W 0.2 652W 619W 608W 0.05 631W 605W 594W (實驗例4 ) 準備和實驗例1同樣的陶瓷基體。形成於此陶瓷基體的 發熱電阻器分割成中央部-區域和外周部三區域，分別可 個別控制。如此一來，將以和與實驗例1同樣的陶瓷基體 相同材質的包覆構件覆蓋的熱電偶及供電用導電構件在陶 瓷基體的外周部安裝三處，在中心部安裝一處，一面監測 溫度，一面調整到各區域的發熱電阻器的供電量，將陶瓷 基體升溫到550°C。此時的均熱性如表5。 裝 訂 表5 試樣 主要成分 添加物 熱導率 (W/mK) 在550°C的 均熱性(°C) 1 A1N 無 85 ±4.2 2 A1N Y2〇3 (0.05質量％) 156 ±2.1 3 A1N Υ2〇3 (0.5 f*%) 192 ±1·8 4 A1N 丫2〇3(1.〇質量％) 190 ±1.8 5 A1N Y2〇3 (3.0質量0/〇) 187 ±1.8 6 A1N Eu203 (0.5 質量。/〇) 188 ±1.9 7 A1N Yb203 (0.5質量％) 185 ±1.9 8 SiC 無 173 ±2.0 9 ai2〇3 ^^^〇(0.5質量％) 23 ±7.3 10 ai2〇3 無 21 ±7·5 11 Si304 Y2〇3 (〇.5質量％) 35 土 6· 1
線 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 541639 A7
可調整到各區域的供 由以上得知，使溫度測量處增加 電量，均熱性提高。 (實驗例5 ) 對於在實驗例1使用的陶瓷燒結體研磨基板表面。加工 後的各試樣根據以下要領確認實用性。首先，準備以另外 準備的氮化鋁系陶瓷為矩陣，將鎢（w )絲埋設於其的盤形 力人器接著，將各試樣放在同加熱器上，配置於使用 13.56兆赫的高頻的電漿產生裝置的真空室内。將這些各 試樣在加熱溫度lOOt：、CL氣體的電漿密度丨4 w/cm2的環 境下處理5小時〕其後，確認電漿照射面的蝕刻坑（etchi^ crater)密度。又，此蝕刻坑密度的確認係藉由使用掃描型 私子顯微鏡確認存在於表面任意的1 〇〇〇 pm2的視野内的最 大口徑1 μηχ以上的坑數進行。表6顯示其結果。 表6 試樣 主要成分 添加物 缺陷數 1 Α1Ν 無 17 2 Α1Ν Y2〇3 (0.05質量％) 10 3 Α1Ν 丫2〇3 (〇·5 質量％) 5 4 Α1Ν 丫2〇3 (1.0質量％) 5 5 Α1Ν 丫2〇3 (3.0質量％) 14 6 Α1Ν Eu203 (0.5 質量。/〇) 13 7 Α1Ν Yb2〇3 (0.5 質量％) 12 8 SiC 19 9 ai2o3 1^^〇(0.5質量％) 23 10 ai2o3 21 11 Si3〇4 丫2〇3 (〇.5質量％) 35 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐) 541639 A7 _____B7^__ 五、發明説明（22 ) 由此結果得知，包含釔的燒結助劑含量在〇 〇5質量％以 上1.0質量％以下，蝕刻坑數變少。 (實驗例6 ) 對於在實驗例1使用的試樣3，以和實驗例1同樣的裝 置、手法在 133 帕、133 X 10 帕、133 x50 帕、133x760 帕 的氣氛下將陶瓷加熱到7 5 0 °C，測量〇 -型環附近的室溫。 其結果’在133帕為132 °C，在133 X 10帕為133 °C，在133 x 50帕為148°C，在133 X 760帕為589°C。由此得知，隨著内 壓k向’因氣氛對流而到室側的傳熱量增加。 (比較例1 ) 對在實驗例1使用的各試樣，作為包覆構件，將和外徑 80 mm、内徑70 mm、長度250 mm的陶瓷相同材質的圓筒 狀支持部以和實驗例1同樣的手法與基板搭載面的相反側 中央邵接合。其次，安裝供電用導電構件及熱電偶。將未 接合圓筒狀支持部側的端部用〇 -型環和室密封，加熱到 550°C，測量均熱性。表7顯示其結果。 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) M1639 A7 B7
五、發明説明（ 表7
將實驗例1使用的各陶资基體和在比較例i用的各陶资 為120 rnm，在比較 ’如上述實驗例得 再者，製造裝置本 基體設置於室。此時室高度在實驗1者 例1者成為380 mm，根據本發明的手法 知，可使特性提高且使室大幅小型化。 身也因室小型化而可縮小。 (實驗例8 ) 製作和實驗例1同樣的陶瓷基體。其次，在陶瓷基體安 裝溫度測量端子的部分和安裝供電用導電構件的部分的室 側進行穿孔加工，利用鋁銲料安裝該孔外周部和陶瓷基 月II。其次，可將其和實驗例1同樣，以55〇°c在石夕晶圓及液 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 541639 A7 B7 - 五 、發明説明（24 ) 晶用基板施以預定的處理。即，在本構造亦得知，發熱電 阻器、靜電夾盤用電極、R F電極都正常動作。 如以上說明，根據本發明，基板保持體的平板形狀部藉 由和室接觸被直接支持於室，所以可得到可使均熱性良 好、可減低成本、有利於裝置小型化且可緩和供電用導電 構件等安裝限制的基板處理裝置。 這次所揭示的實施形態及實施例應視為在全部之點為例 示而非限制。本發明的範圍不是上述說明，而為申請專利 範圍所顯示，目的在於包含和申請專利範圍均等的意義及 在範圍内的全部變更。 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）

Claims (1)

  1. 541639 ABCD * — - 六、申請專利範圍 1· 一種基板處理裝置，其特徵在於··係在室内將基板在搭 載於基板保持體的狀態處理， 前述基板保持體具有含有電路和陶瓷基體的平板形狀 部，並且搭載前述基板的面以外的前述平板形狀部的至 少一部分的面藉由和前述室接觸被支持於前述室者。 2·如申請專利範圍第丨項之基板處理裝置，其中前述電路 包3由下述之群所選的至少一個：由發熱電阻器、靜電 夾盤用電極及RF電極構成。 1如申請專利範圍第丨項之基板處理裝置，其中微小的空 隙存在於互相接觸的前述平板形狀部和前述室之間。 4·如申請專利範圍第丨項之基板處理裝置，其中更具備供 電用導電構件：電氣連接於前述電路且拉到前述室外 邵；及，溫度測量用端子：為測量前述陶瓷基體溫度而 從前述室外部插入内部， 刖述供電用導電構件和前述溫度測量用端子通過前 述室的部分在前述室側被密封。 ] 5·如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中前逑供電 用導電構件在至少前述室内以和前述陶瓷基體相同材料 的第一包覆構件覆蓋。 6·如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中前述溫产 測量用端子在至少前述室内以和前述陶瓷基體相同材^ 的第二包覆構件覆蓋。 7.如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中更具備供 電用導電構件：電氣連接於前述電路且拉到前逑室外 -28- 本紙張尺度適用”國家標準(CNS) A4規格(別χ 297公爱) 541639 A8 B8 C8 T^Q
    部丄：：T度測量用端子：為測量前逑陶老基體溫度而 從刖述罜外部插入内部， 前述供電用導電構件和前述溫度衫用端子通過前 述罜的部分藉由前述平板形狀部和前述室接合被密封。 8·如申請專利範圍第丨項之基板處理裝置，其中和至少前 述平板形狀部接觸的前述室面為鏡面。 9.如申請專利範圍第丨項之基板處理裝置，其中前述基板 保持體的前述基板搭載面以外的至少—部分的面為鏡 面。 裝 10·如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中至少前述 平板形狀部接觸的前述室面及前述基板保持體的前述基 板搭載面以外的至少一部分面的至少任一面的表面粗糙 度為R a幺0.2 μηι。 11·如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中更具備冷 卻裝置：設於前述室的前述平板形狀部接觸的部分附 近。 線 12·如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中更具備推 銷·為伙如述基板保持體表面推上搭載於前述基板保持 體的前述基板而從前述室外部插通到内部。 前述推銷通過前述室的部分在前述推銷和前述室之間 被密封。 13·如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中在丨3 3 X 1 〇 帕以下的減壓下使用。 14.如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中用於使用 29 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇χ297公釐） 541639 A8 B8 C8
    電漿的化學氣相成長、在減壓下的化學氣相成長、為了 形成金屬層的化學相成長、為了形成絕緣膜的化學氣相 成長、離子注入及蝕刻的任一處理。 15·如申請專利範圍第i項之基板處理裝置，其中前述陶瓷 基體包含由下述之群所選的一種以上：由氧化鋁、氮化 銘、氮化矽及碳化矽構成。 16_如申請專利範圍第1 5項之基板處理裝置，其中前迷陶 资基體的材質為氮化鋁。 Π·如申請專利範圍第1 6項之基板處理裝置，其中前迷陶 瓷基體含有包含稀土族的燒結助劑。 18·如申請專利範圍第w項之基板處理裝置，其中包含# 前述燒結助劑中的前逑稀土族為釔，前述燒結助劑含量 為0.05質量百分比以上1 〇質量百分比以下。 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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