TWI307542B - Substrate processing device - Google Patents

Description

1307542 九、發明說明： ^ 【發明所屬之技術領域】 置本發明係有關於-種處理基板(矽晶圓)之基板處理裝 【先前技術】 先前，在半導體製造工序或液晶製造工序中，皆使用 鲁冑基板處理裝置。此基板處理裝置，係使基板載置於陶竟 基體保持面上，對前述基板實施加熱等處理之裝置，也有 作為電漿產生裝置者。 當兼用作電漿產生裝置時，設有RF電極（高周波電 極）、及供給高周波電流到前述RF電極之RF電極用供電構 件（例如，金屬導體之鎳棒）（例如參照專利文獻。 當施加高周波電壓到前述供電構件時，藉由表皮效 應，電流會集中流動在供電構件表層部（例如，自供電構件 φ 外周面深數〜數十之範圍），在徑向中央部幾乎沒有 電流流過。 供電構件之電阻，雖然以公式（1)表示，如上所述，藉 由表皮效應’在徑向中央部幾乎沒有電流流過，所以，估 s十上之剖面積S會減少，電阻r會上升。 (1)R = L/ ffS(R:電阻’L:供電體長度，σ :導電率， S :剖面積） 另外’供電構件之發熱量，係以以下公式（2 )來表示， 當電阻R上升時，發熱量也會增加。 7066-7783-PF/Ahddub 6

1307542 (2)W=RI (W:發熱量，r:電阻，i :電流） 如此一來，當施加高周波電壓到供電構件時，因為表 皮效應’會有供電構件發熱量增加之問題。 在此，在配設於基板處理裝置之週邊構件處，因為具 有複雜形狀之零件很多’所以，很多零件係使用由加工性 及絕緣性㈣㈣脂來製成。但是，由樹朗製成之週邊 構件因為耐熱性較差1以，會有因為高溫供電構件而受 損之虞。以下，具體說明之。 、即使係使用在樹脂中耐熱性很高之耐熱樹脂’其耐熱 咖度係2 5 0 C。因此，當透過供電盖 艰保罨構件而供給尚周波電流 或交流大電力到基板處理裝置 衣直之電極時，供電構件之溫度 會達到2 5 0 °C以上，由樹脂奥成 表成之週邊構件會有受損之虞。 又，在基板處理裝詈Φ，士„士 Λ ^ ( ^ 有時會設置電阻發熱體及供 給電壓到刖述電阻發熱體之電 电丨且發熱體用供電構件，前述 供電構件，係直接連接到電阻 體 則达 ,. 赞.，、、體上。因此，當加埶基 板處理裝置到高溫時，供雷糂杜1 田刀‘、，、惠 -，由…… 會因為熱傳導也會變成高 “樹月曰等所製成之週邊構件會有受損之虞。 為了防止上述損傷，週邊 有耐熱性而很難熱變形之陶瓷 料’有考慮使用具 而且，很難做成複雜形狀n但是’陶究很難加工’ 以採用。 因為很吊貴，所以很難加 【專利文獻1】 曰本特開平 U~26192號公報 【發明内容】 7066-7783-PF;Ahddub 7 1307542 【發明所欲解決的課題】 在此本發月之目的，係提供一種能減輕當供電 發熱時之週邊構件損傷的基板處理裝置。 年 【用於解決課題的手段】 為了達成上述目的，本發明之基板處理裝置，係包括. 基體，具有被供電構件；供電構件，施加電麗在前述基體 之破供電構件上；料構件，近接配置在前述供電構件. 以及絕熱材’配置於前述供電構件與前述周邊構件之間，’ 具有至少高於25(TC之耐熱性。 曰’ 【發明效果】 因為本發明之基板處理裝置設有絕熱材，所以，藉由 前述絕熱材，能降低供電構件發熱時往週邊構件之㈣ 導’能大幅減輕周邊構件因為熱所造成之損傷。又，絕熱

材’係具有至少高& 25(rc之耐熱性’所以，即使供電構 件溫度上升到高於25(rc時，絕熱材也不會產生劣化，能 發揮絕熱效果。 b 【實施内容】 以下，說明本發明之實施形態。 第1圖係本發明實施形態基板處理裝置之剖面圖。 基板處理裝置100，係包括陶瓷基體2〇、軸體1〇、供 電構件11，16及周邊構件14。 ' 7066-7783-PF;Ahddub 8 1307542 陶瓷基體20,係由AIN、SN、SiC、氧化鋁等所製成， 厚度係形成〇_ 5〜30mm。陶瓷基體20之外形形狀最好係圓 盤狀或多角形。 又，别述陶瓷基體20表面，係形成有保持面2〇a。而 且，在陶瓷基體20内部上部側埋設有高周波電極21，前 述高周波電極21下侧埋設有電阻發熱體22。高周波電極 21處接合有高周波電極用供電構件u，電阻發熱體22處 接合有電阻發熱體用供電構件16。藉此，基板處理裝置 ’ 1。。’係當自電阻發熱體用供電構件16施加電壓到電阻發 熱體22時’前述電阻發熱體22會被加熱，藉由前述熱， 載置於保持面20a上之基板會被加熱處理。而且，這些高 周波電極21及電阻發熱體22，係接受自供電構件u，i6 送來電力的被供電構件。 基板處理裝置100，係也能作為藉由自電阻發熱 體用供電構件16施加高周波電壓到高周波電極21而產生 電漿之電漿處理裝置。 在構成基板處理裝置100之陶瓷基體2〇内面2〇b處， 設有支撐陶瓷基體20之軸體10。前述軸體1〇，係呈中空 圓筒等形狀，以氮化紹、氮化石夕或氧化紹等來製成。 轴體10 i端係以-體化接合或密封接合等而被接合 到陶莞基體20N面挪處。而且，當實施密封接合時，係 使用0型環或金屬墊片等。但是，當於陶变基體20内面 2〇b形成有氣體導入通路時，係持續保持氣體導入通路之 氣密性而被接合。 7066-7783-PF;Ahddub 9 1307542 、、’邑熱材1 2，最好形成厚度〇 3mm以卜 絕熱材丨2形成0.3mm以上之厚声，之圓筒狀。藉由 度而抑制破損等情形。 確保絕熱材12之強 、’邑熱材12之體積電阻率，最

Wcm以上f枯“ ^取好係10 〇*cm以上’… 上之锅 ’絕‘、，、材12最好係具有耐電壓2kV以 、二體。藉此，絕熱材12，係即使供電構件u溫度 二也能減輕自供電構件"流到周邊構件“之電流量，

:广理裝f 1〇〇能適切地操作，又，能防止因為周邊 構件14電流所致之發熱。 又即使周邊構件i 4配設於自供電構件丄】，1 6算起 5_以内之位置，因為在供電構件u，i6設有絕熱材Μ， :乂此降低自供電構件11，16往週邊構件1 4之散熱量， 旎減輕因熱傳導所致之損傷。 、-邊構件14之材質，係採用例如氟樹脂之一的鐵氟 门f·生食b熱可塑性塑膠等，而能加工成複雜形狀。又， 週邊構件14最好係具有絕緣性之物件。 如此一來，基板處理裝置1 〇〇，係藉由在供電構件 ，1 6與週邊構件14之間設置絕熱材丨2，能降低當供電構 件11，16發熱時往週邊構件14之熱傳導。藉此，能提供一 種能減輕當供電構件u，16發熱時之週邊構件損傷的基板 處理裝置。 而且’本發明並不侷限於上述實施形態，可有種種改 變。例如，前述基板處理裝置1 〇 〇，也可以在陶瓷基體2 〇 中不埋設高周波電極21或電阻發熱體22，或者，不設置 7066-7783-PF;Ahddub 12 1307542 有軸體1 〇。 【實施例】 以下，透過參考例及實施例來具體說明本發明。 [參考例] 首先，在實施例之前，針對作為本發明前提之參考例 作說明。在本參考例中，適當變更供電構件與週邊構件之 距離，來驗證在週邊構件是否有產生熱變形。在參考例中， 雖然使用第1圖所示基板處理裝置，但是，在前述供電構 • 件並未設置絕熱材12。 使13. 56MHz、2000W之高周波電壓施加4〇分鐘在供電 構件上，驗證週邊構件溫度及有否熱變形。使25(rc感熱 貼紙貼在週邊構件部位中最接近供電構件之部位，藉由確 認感熱貼紙顏色之變化，來測定週邊構件之溫度。又，藉 由目視來判斷週邊構件有無熱變形。參考例之驗證結果以 表1來表示。 【表1】 參考例1 參考例2 參考例3 參考例4 周邊構件 材質 熱可塑性接 最高連續使 用溫度（°c) 250 伢黽構仵興周邊構件 之距離（刪） 1 3 5 7 周邊構件之溫度（°c) 卜 >250 >250 >250 <250 周邊構件之熱變形 有 有 有 無 (在最接近之 部位上有熱變形） 如表1所示，在參考例1〜4中，係使用材質為熱可塑 性塑膠而能連續使用之最高溫度（最高連續使用溫度）為 7066-7783-PF;Ahddub 13 1307542 250°C之週邊構件。 而且，在參考例1 ~4中，供電構件與週邊構件之距離， 分別係 lmm、3mm、5mm、Τιηιη。 簡單說明參考例之結果。 在參考例1〜3中，雖然週邊構件之溫度高於25〇(5c， 但是’在參考例4 +，週邊構件之溫度低於25(TC。 又’在參考例1，2巾’週邊構件會產生熱變形，在基 板處理裝置有產生損傷。在參考例3 +，週邊構件雖然有 產生熱變形，但是在基板處理裝置並未產生損傷。 在參考例4中，雖然週邊構件之溫度低於25〇乞，但 疋’週邊構件對供f構件之料性會降低，供電構件被傾 斜保持著。傾斜的供電構件與週邊構狀最接近距離係未 滿5_。纟此接近之部位中，週邊構件有產生熱變形。 由以上參考例卜4之結果可知，當週邊構件配置在自 供電構件算起5_以内之範圍時，藉由供電構件之發熱， 會產生週邊構件之熱變形及基板加熱裝置之破損。 [實施例] 接著，說明本發明之實施例。在本實施例中，係使用 上述參考例所使用之基板處理裝置，在前述基板處理裝置 之供電構件設有絕熱材。亦即，將最高連續使用溫度為250 C之熱可塑性塑膠製成週邊構件，設定使供電構件與週邊 構件之距離為3mm。 在實施例中，使用由3種材質製成之絕熱材，驗證週 邊構件之溫度、週邊構件之熱變形及絕熱材之熱變形。其 14 7〇66-7783-PF;Ahddub 1307542 結果以表2來表示。 【表2】

實施例1 實施例2 比較例1 絕熱材 材質 ai2〇3(陶瓷） A1N(陶瓷） 聚四氟乙稀 絕熱材厚度(mm) 1 1 1 最高連續使用溫度(°C) >1000 >1000 250 熱傳係數(W/m*K) 35 100 0.25 體積電阻率（室溫）（Ω*αη) >1E+16 1E+15 >1E+18 耐電壓（kV/mm) >2 >2 >2 周邊構件之溫度(°c) <250 <250 <250 周邊構件之熱變形 無 無 無 絕熱材之熱變形 無 無 有 效果 0 0 X 絕熱材，係形成lmm厚度之圓筒狀。使實施例1, 2及 比較例1中之絕熱材材質，採用Al2〇3、A1N、鐵氟龍。 使13. 56MHz、2000W之高周波電壓施加40分鐘在供電 構件上，驗證週邊構件之溫度、週邊構件之熱變形及絕熱 材之熱變形。 週邊構件之溫度及熱變形，係以與上述參考例相同之 方法來驗證。又，以目視來確認絕熱材之熱變形。 在實施例1，2中，週邊構件及絕熱材皆未產生熱變 形，基板處理裝置也未產生異樣等。但是，在比較例1中， 雖然週邊構件未產生熱變形，但是，絕熱材有熱變形而妨 礙供電構件之熱膨脹，所以，基板處理裝置有產生異樣。 由上述實施例1，2及比較例1之結果可知，在週邊構 件與供電構件之間，藉由配設包括高於250°C耐熱性之絕 熱材，能降低自供電構件往週邊構件之熱傳導，而能減輕 週邊構件之損傷。又，藉此，也能防止基板處理裝置之損 7066-7783—PF/Ahddub 15

Claims (1)

1. W-1。』 D07S4Sii9i5〇'號申請專利範圍修正本 年月曰修(更)正替換頁 丨 1 1.1, ... ^ 十、申請專利範圍： 1. 一種基板處理裝置，包括： 基體（2 0 ) ’具有被供電構件（？ 1 99〉 _ ,, 电稱仵U1，22)，該被供電構件 係電阻發熱體（22)及高周波電極（21)中之至少一者· 供電構件⑴，⑻，施加電壓在前述基體之被供電構 件上； 周邊構件（14)，近接配置在前述供電構件；以及 議才⑽’配置於前述供電構件與前述周邊構件之 間，别述絕熱材（12)係陶瓷絕綾驴親 究，έ緣體，熱傳係數係50W/m木κ 以下，耐電壓係2kV以上， 其特徵在於： 則述絕熱材（12)具有至少高於25〇〇c之耐熱性； 此裝置更包含一軸體(1〇)’係氮化銘、氮化石夕：或氧 化銘所形成的中空圓筒，彡 J叉琛别述陶瓷基體， 前述周邊構件位於i 4丄μ ^ 再干彳於别述軸體下端部的内周面；以及 前述供電構件的下嫂。, 再什7卜螭邻（13)藉由前述絕熱材 周邊構件密合，至少—部八沾乂 + 何彳、則述 Ρ刀的前述周邊構件（14)配置在相 鄰的供電構件（11，16：)算鈕R 置在相 ，㈧异起5mm以内的位置。 7〇66-7783-PFl;Ahddub 17 ► Γ3〇7|42ΐ9ΐ5〇·號說明書修正頁 ► Γ3〇7|42ΐ9ΐ5〇·號說明書修正頁 修正日期：97.10.9 HOr 时—- 年月Rf(._ 七、指定代表圖： "(一）本案指定代表圖為：第（1)圖。 "(二）本代表圖之元件符號簡單說明：： 10〜軸體； _ 12〜絕熱材； 14〜周邊構件； 15〜絕緣管； 2〇〜陶究基體（基體）；20a〜保持面； 20b〜内面； 100〜基板處理裝置； 21〜向周波電極（被供電構件）； 22〜電阻發熱體（被供電構件）； U〜鬲周波電極用供電構件（供電構件）； 16〜電阻發熱體用供電構件（供電構件）； 13〜供電構件的下端部。 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 。 < »»、

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