專利名稱：基板處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)基板實(shí)施處理的基板處理裝置。
背景技術(shù)：
以往，在半導(dǎo)體的制造工序或液晶的制造工序中，使用基板處理裝置。該基板處理裝置是在陶瓷基體的保持面上設(shè)置基板，在該基板上具有實(shí)施加熱等處理的裝置，用作等離子體發(fā)生裝置。
在同時(shí)作為等離子體發(fā)生裝置的情況下，還設(shè)置了RF電極(高頻電極)和對(duì)該RF電極供給高頻電流的RF電極用供電部件(例如作為金屬導(dǎo)體的鎳棒)(例如參照特開(kāi)平11-26192號(hào)公報(bào))。
對(duì)該供電部件施加高頻電壓，由于表皮效應(yīng)，在供電部件的表層部分(例如從供電部件的外周面開(kāi)始數(shù)μm～數(shù)十μm的深度范圍)電流集中流動(dòng)，在徑向方向的中央部分，幾乎沒(méi)有電流流動(dòng)。
供電部件的電阻如下(1)式所表示，根據(jù)上述，由于表皮效應(yīng)在供電部件的徑方向中央部分上幾乎不流過(guò)電流，表觀上截面積S減少的結(jié)果是電阻R的上升。
(1)R＝L/σS其中，R電阻，L供電部件長(zhǎng)度，σ電導(dǎo)率，S截面積。
另一方面，供電部件的發(fā)熱量由如下的(2)式所表示，隨著電阻R的上升，發(fā)熱量也增加。
(2)W＝RI2其中，W發(fā)熱量，R電阻，I電流。
這樣，如果對(duì)供電部件施加高頻電壓，則存在由于表皮效應(yīng)而產(chǎn)生的供電部件發(fā)熱量增加的問(wèn)題。
對(duì)于基板處理裝置上設(shè)置的周邊部件，由于具有復(fù)雜形狀的部件較多，所以多使用加工性良好并且絕緣性也優(yōu)異的樹(shù)脂部件。但是，由樹(shù)脂構(gòu)成的周邊部件，由于耐熱性較低，可能會(huì)受到由于高溫的供電部件的損傷。以下，進(jìn)行具體說(shuō)明。
樹(shù)脂中即使是耐熱性高的耐熱樹(shù)脂的情況下，耐熱溫度大約在250℃左右。因此，如果借助供電部件對(duì)基板處理裝置的電極供給高頻或交流大電力，則供電部件的溫度將達(dá)到250℃或其以上，可能會(huì)使得由樹(shù)脂構(gòu)成的周邊部件受到損傷。
另外，對(duì)于基板處理裝置，具有電阻發(fā)熱體和向該電阻發(fā)熱體提供電壓的電阻發(fā)熱體用供電部件，該供電部件與電阻發(fā)熱體直接連接。因此，在加熱基板處理裝置達(dá)到高溫時(shí)，由于熱傳導(dǎo)使得供電部件也變?yōu)楦邷?，可能?huì)引起由樹(shù)脂構(gòu)成的周邊部件的損傷。
為了防止這樣的損傷，也考慮了對(duì)周邊部件的材料使用具有耐熱性并且難于熱變形的陶瓷等，但是，陶瓷不僅加工性差，難以形成復(fù)雜的形狀，而且價(jià)格也高，所以使用起來(lái)有困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在供電部件發(fā)熱的情況下能夠減少對(duì)周邊部件的損傷的基板處理裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所涉及的基板處理裝置具備具有被供電部件的基體、向所述被供電部件施加電壓的供電部件、配置在所述供電部件周圍的周邊部件、配置在所述供電部件和所述周邊部件之間并且對(duì)于至少高于250℃的溫度具有耐熱性的隔熱材料。
由于在本發(fā)明所涉及的基板處理裝置上設(shè)置了隔熱材料，通過(guò)該隔熱材料來(lái)減少供電部件發(fā)熱時(shí)對(duì)周邊部件的熱傳遞，能夠大幅減少周邊部件的由于熱量所帶來(lái)的損傷。另外，由于隔熱材料對(duì)于至少比250℃高的溫度具有耐熱性，即使供電部件的溫度上升到高于250℃的情況下，隔熱材料也不會(huì)發(fā)生劣化，也會(huì)發(fā)揮隔熱效能。


附圖1是本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的基板處理裝置的截面圖。
其中，11…高頻電極用供電部件(供電部件)，12…隔熱材料，14…周邊部件，16…電阻發(fā)熱體用供電部件(供電部件)，20…陶瓷基體(基體)，21…高頻電極(被供電部件)，22…電阻發(fā)熱體(被供電部件)，100…基板處理裝置。
具體實(shí)施例方式
以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
附圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的基板處理裝置的截面圖。
基板處理裝置100，具備陶瓷基體20、軸10、供電部件11、16和周邊物件14。
陶瓷基體20由AlN、SN、SiC、氧化鋁等構(gòu)成，形成的厚度為0.5～30mm，陶瓷基體20的外形形狀，優(yōu)選為圓盤狀或者多邊形狀。
另外，所述的陶瓷基體20的表面在保持面20a上形成。而且，在陶瓷基體20的內(nèi)部，在上部的一側(cè)埋設(shè)高頻電極21，在該高頻電極21的下部一側(cè)埋設(shè)電阻發(fā)熱體22。在高頻電極21上連接高頻電極用供電部件11，在電阻發(fā)熱體22上連接電阻發(fā)熱體用供電部件16。通過(guò)這樣，基板處理裝置100，如果對(duì)電阻發(fā)熱體22施加來(lái)自電阻發(fā)熱體用供給部件16的電壓，則該電阻發(fā)熱體被加熱，由此熱量對(duì)保持面20a上設(shè)置的基板進(jìn)行加熱處理。另外這些高頻電極21和電阻發(fā)熱體22是接受來(lái)自供電部件11、16的電力供給的被供電部件。
此外，基板處理裝置100，通過(guò)對(duì)高頻電極21施加來(lái)自電阻發(fā)熱體用供電部件16的高頻電壓，還具有產(chǎn)生等離子體的等離子體處理裝置的功能。
構(gòu)成基板處理裝置100的陶瓷基體20的背面20b上，設(shè)置支撐陶瓷基體20的軸10。該軸10形成中空的圓筒等，由氮化鋁、氮化硅、氧化鋁等形成。
在軸10的上端與陶瓷基體20的背面20b被接合成一體，或者由密封接合等接合。作為密封接合可以使用O形圈、金屬填料等。其中，當(dāng)陶瓷基體20的背面形成氣體導(dǎo)路時(shí)，在保持氣體導(dǎo)路的氣密性的條件下進(jìn)行接合。
在軸10的內(nèi)軸側(cè)上，設(shè)置所述高頻電極用供電部件11和電阻發(fā)熱體用供電部件16。
在高頻電極21上供給來(lái)自高頻電極用供給部件11的高頻電力，產(chǎn)生等離子體。高頻電極21的形狀，可以采用網(wǎng)格狀、金屬板等。高頻電極21可以通過(guò)印刷導(dǎo)電性膠來(lái)形成。高頻電極21具有導(dǎo)電性，優(yōu)選由例如W、Mo、WMo、WC等形成。
在電阻發(fā)熱體22上供給來(lái)自供電部件11的電流，并發(fā)熱，加熱在保持面20a上設(shè)置的基板。
電阻發(fā)熱體22的形狀，可以采用網(wǎng)格狀、線圈狀、金屬板等。電阻發(fā)熱體22可以通過(guò)印刷導(dǎo)電性膠來(lái)形成。電阻發(fā)熱體22具有導(dǎo)電性，優(yōu)選由例如W、Mo、WMo、WC等形成。
另外，高頻電極用供電部件11由Ni、Al、Cu以及含有這些的合金等形成，其形狀可以采用桿(棒狀)、圓柱、纜線、板、帶狀織物、圓筒形狀等各種形狀。在高頻電極用供電部件11的上端設(shè)置連接端子，該連接端子對(duì)著高頻電極21，由鉚接、焊接、釬焊、錫焊等結(jié)合。
在電阻發(fā)熱體用供電部件16的上端，與電阻發(fā)熱體22由釬焊、焊接、共晶、鉚接、嵌合、螺絲固定等直接連接。
而且，在高頻電極用供電部件11和電阻發(fā)熱體用供電部件16的上部(具體而言，從陶瓷基體20的背面20b開(kāi)始到周邊部件14之間)的外周側(cè)，覆蓋具有絕緣性的隔熱材料的絕緣管15。
在供電部件11、16的下端部的外周面上覆蓋著形成管狀的隔熱材料12。另外，在軸10的下端部的內(nèi)周側(cè)上，設(shè)置圓盤狀的周邊部件14，在該周邊部件14上形成插孔。在該周邊部件14的插孔中，覆蓋隔熱材料12，插入高頻電極用供電部件11和電阻發(fā)熱體用供電部件16的下端部。這樣，供電部件11、16的下端部就借助隔熱材料嵌合在周邊部件14上。
所以，即使是上述供電部件11、16上被施加電壓而加熱的情況下，由于通過(guò)隔熱材料降低向周邊的放熱量，從而減少了以該發(fā)熱為起因的周邊部件14的損傷。
隔熱材料12對(duì)于至少比250℃高的溫度，優(yōu)選比1000℃高的溫度具有耐熱性。由此，即使對(duì)在供電部件11、16被施加電壓下被加熱到250℃附近的高溫的情況下，可以有效地降低在供電部件11、6上產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到周邊部件14，防止周邊部件14的變形。
另外，如果隔熱材料12的耐熱性大于等于1000℃，則即使供電部件11、16的溫度上升到接近1000℃，隔熱材料12也不會(huì)變形，從而確實(shí)發(fā)揮出良好的效果。
另外，隔熱材料12的導(dǎo)熱率優(yōu)選小于等于100W/m·K，更優(yōu)選小于等于50W/m·K。由此，可以減少?gòu)墓╇姴考?1、16傳導(dǎo)到周邊部件14的傳熱量，抑制周邊部件14的變形。
隔熱材料12優(yōu)選由陶瓷形成。具體講，隔熱材料12優(yōu)選由氧化鋁、氧化鋯、氮化鋁等形成。由此，可以將具備隔熱性、耐熱性的部件用作為隔熱材料12。
隔熱材料12優(yōu)選形成厚度大于等于0.3mm的圓筒。通過(guò)使隔熱材料12的厚度大于等于0.3mm，能夠確保隔熱材料12的強(qiáng)度，抑制破損。
隔熱材料12的體積電阻率優(yōu)選大于等于1011Ω·cm，更優(yōu)選大于等于1014Ω·cm。另外，隔熱材料12優(yōu)選為具有大于等于2kV的耐電壓的絕緣體。由此，隔熱材料12，即使供電部件11的溫度上升也能夠減少?gòu)墓╇姴考?1流向周邊部件14的電流量，基板處理裝置100能夠恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行操作，并且可以防止周邊部件14因電流引起的發(fā)熱。
此外，即使周邊部件14配置于距供電部件11、16的5mm以內(nèi)的位置上。由于在供電部件11、16上設(shè)置了隔熱材料12，可以降低供電部件11、16向周邊部件14的放熱量，降低由于熱傳導(dǎo)引起的損傷。
周邊部件14的材質(zhì)為例如含氟樹(shù)脂之一的聚四氟乙烯(商標(biāo)名特氟隆)、高性能熱塑性塑料等，可以加工成復(fù)雜的形狀。另外，周邊部件14優(yōu)選具有絕緣性。
這樣，基板處理裝置100通過(guò)在供電部件11、16和周邊部件14之間具備隔熱材料12，可以減少供電部件11、16發(fā)熱時(shí)對(duì)周邊部件14的熱傳遞。由此，可以提供減少了供電部件11、16的發(fā)熱對(duì)周邊部件的損傷的基板處理裝置。
這里，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種變更。例如，上述基板處理裝置100也可以在陶瓷基體20中不埋設(shè)高頻電極21或者電阻發(fā)熱體22，或者是不具備軸10的基板處理裝置。
實(shí)施例以下，通過(guò)實(shí)施例和參考例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。
參考例首先，在實(shí)施例之前，對(duì)作為本發(fā)明前題的參考例進(jìn)行說(shuō)明。在該參考例中，適當(dāng)變更供電部件和周邊部件之間的距離，對(duì)周邊部件是否產(chǎn)生變形進(jìn)行探討。參考例中使用了如圖1所示的基板處理裝置，但不在該供電部件上設(shè)置隔熱材料12。
在供電部件上施加13.56MHz、2000W的高頻電壓40分鐘，來(lái)研究周邊部件的溫度和是否有熱變形。在周邊部件的部位中最靠近供電部件的部位上貼付250℃的熱膠帶，通過(guò)確認(rèn)熱膠帶的顏色來(lái)測(cè)定周邊部件的溫度。另外，通過(guò)目測(cè)來(lái)判定周邊部件有無(wú)熱變形。參考例的研究結(jié)果如以下的表1所示。
表1

如表1所示，對(duì)于參考例1～4，使用材質(zhì)為熱塑性樹(shù)脂、可以連續(xù)使用的最高溫度(最高連續(xù)使用溫度)為250℃的周邊部件。其中，在參考例1～4中，供電部件和周邊部件之間的距離分別為1mm、3mm、5mm、7mm。
對(duì)參考例的結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。
在參考例1～3中，周邊部件的溫度超過(guò)250℃，參考例4中周邊部件的溫度比250℃低。
另外，在參考例1、2中，周邊部件上發(fā)生熱變形，基板處理裝置上產(chǎn)生損傷。參考例3中周邊部件上產(chǎn)生了熱變形，但基板處理裝置上沒(méi)有產(chǎn)生損傷。
參考例4中，周邊部件的溫度比250℃低，通過(guò)周邊部件的供電部件的保持性降低，供電部件被傾斜著保持著，傾斜的供電部件和周邊部件最接近的距離不足5mm，在此接近的部位上，周邊部件產(chǎn)生熱變形。
從以上的參考例1～4的結(jié)果可以判明，在供電部件5mm的范圍內(nèi)設(shè)置周邊部件時(shí)，由于供電部件的發(fā)熱，引起周邊部件的熱變形、基板加熱裝置的破損等。
接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明所涉及的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。該實(shí)施例中，使用上述參考例中使用的基板處理裝置，在該基板處理裝置的供電部件上設(shè)置隔熱層。即，將最高連續(xù)使用溫度為250℃的熱塑性樹(shù)脂作為周邊部件，供電部件和周邊部件之間的距離設(shè)定為3mm。
實(shí)施例中，使用由3種材質(zhì)構(gòu)成的隔熱材料，來(lái)探究周邊部件的溫度、周邊部件的熱變形以及隔熱材料的熱變形。其結(jié)果如表2所示。
表2

隔熱材料形成厚度為1mm的圓筒狀。實(shí)施例1、2和比較例1的隔熱材料的材質(zhì)為Al2O3、AlN、聚四氟乙烯(商標(biāo)名特氟隆)。
對(duì)供電部件在13.56MHz施加2000W的高頻電壓40分鐘，檢查周邊部件的溫度、周邊部件的熱變形以及隔熱材料的熱變形。
采用與上述參考例相同的方法檢驗(yàn)周邊部件的溫度和熱變形。另外，由目測(cè)來(lái)確認(rèn)隔熱材料的熱變形。
實(shí)施例1、2中，在周邊部件和隔熱材料上沒(méi)有發(fā)生熱變形，也沒(méi)有產(chǎn)生基板處理裝置的缺陷等。但是，比較例1中，周邊部件沒(méi)有產(chǎn)生熱變形，但隔熱材料發(fā)生熱變形，阻礙了供電部件的熱膨脹，因此在基板處理裝置上產(chǎn)生缺陷。
由以上的實(shí)施1、2和比較例1的結(jié)果可以判明，在周邊部件和供電部件之間，由于設(shè)置了對(duì)于比250℃高的溫度具有耐熱性的隔熱材料，降低了從供電部件向周邊部件的熱的傳導(dǎo)，可以減輕周邊部件的損傷。另外，由此可以發(fā)現(xiàn)也可以防止基板處理裝置的損傷。
權(quán)利要求
1.基板處理裝置，其特征在于，其具備具有被供電部件的基體；在所述基體的被供電部件上施加電壓的供電部件；在所述供電部件附近設(shè)置的周邊部件；在所述供電部件和所述周邊部件之間設(shè)置的，對(duì)于至少比250℃高的溫度具有耐熱性的隔熱材料。
2.權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，所述被供電部件至少為電阻發(fā)熱體和高頻電極中的任意之一。
3.權(quán)利要求1或2所述的基板處理裝置，其特征在于，所述隔熱材料的導(dǎo)熱率小于等于50W/m·K。
4.權(quán)利要求1或2所述的基板處理裝置，其特征在于，所述隔熱材料為絕緣體。
5.權(quán)利要求4所述的基板處理裝置，其特征在于，所述隔熱材料為陶瓷。
6.權(quán)利要求1或2所述的基板處理裝置，其特征在于，所述周邊部件的至少一部分設(shè)置在距所述供電部件5mm以內(nèi)的范圍內(nèi)。
7.權(quán)利要求1或2所述的基板處理裝置，其特征在于，所述隔熱材料的耐電壓大于等于2kV。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在供電部件發(fā)熱時(shí)可以減輕周邊部件損傷的基板處理裝置?；逄幚硌b置(100)具備被施加電壓的電阻發(fā)熱體(22)和高頻電極(21)、向這些電阻發(fā)熱體(22)和高頻電極(21)供給電力的電阻發(fā)熱體用供電部件(16)和高頻電極用供電部件(11)、在這些供電部件(11、16)附近配置的周邊部件(14)以及配置在供電部件(11、16)和周邊部件(14)之間并且對(duì)于比250℃高的溫度具有耐熱性的隔熱材料(12)。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK1881529SQ200610084698
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2006年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月2日
發(fā)明者富田泰光, 海野豐 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社