[发明专利]基板载置台及用于其的表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及基板载置台及用于其的表面处理方法，并特别涉及表面上形成有热喷涂膜的基板载置台及用于其的表面处理方法。

背景技术

在作为基板的晶片上执行等离子体处理(诸如蚀刻处理)的基板处理设备具有在其中收容晶片的收容腔室，以及布置在收容腔室中并在其上载置晶片的载置台。在这样的基板处理设备中，等离子体在收容腔室中产生，并且晶片受到等离子体的蚀刻处理。

载置台在其上部中具有由绝缘部件组成的静电卡盘，在所述绝缘部件中设有电极板，晶片被载置在静电卡盘上。当晶片受到蚀刻处理时，DC电压被施加到电极板上，静电卡盘通过由DC电压产生的库仑力或Johnsen-Rahbek力而将晶片吸附于其上。

而且，在载置台内部设置有冷却剂腔室。预定温度的冷却剂(例如冷却水或Galden(注册商标)流体)从冷却器单元供应到冷却剂腔室中。吸附并保持在静电卡盘表面上的晶片的处理温度通过冷却剂的温度而得到控制。

传统上，首先，通过热喷涂陶瓷(诸如氧化铝)而在静电卡盘的表面上形成热喷涂膜。然后，使通过将磨粒压紧在一起并制成盘状而获得的磨石与其上已经形成有热喷涂膜的静电卡盘的表面接触。然后旋转磨石并且也平行于其上已经形成有热喷涂膜的静电卡盘的表面来移动磨石。结果，静电卡盘的表面被研磨(即，被处理)。

然而，使用传统方法处理的静电卡盘在用显微镜观察时具有粗糙的表面，此外，在静电卡盘的表面上有微小的起伏。吸附并保持在静电卡盘上的晶片接触静电卡盘的表面，并且因此晶片的温度取决于晶片和静电卡盘表面之间的接触面积。如果静电卡盘的表面粗糙，则存在这样的问题：晶片和静电卡盘表面之间的接触面积小，并且因此接触部分的接触热阻变高，并且从静电卡盘到晶片的热传递效率变差。

为了解决上述问题，本发明的发明人提出图9A至9H中示出的静电卡盘处理方法。在该处理方法中，首先，通过热喷涂陶瓷(诸如氧化铝)而在静电卡盘42a的表面上形成热喷涂膜1(图9A)，并且使通过将磨粒压紧在一起并制成盘状而获得的磨石2与其上已经形成有热喷涂膜1的静电卡盘42a的表面接触(图9B)。然后旋转磨石2，并且也平行于其上已经形成有热喷涂膜1的静电卡盘42a的表面来移动磨石2。静电卡盘42a也绕着图9C中由交替的长虚线和短虚线示出的旋转轴旋转，结果，静电卡盘42a的表面被研磨粗糙(图9C)。然后，表面上喷涂了其中混合有磨粒和润滑剂的浆料的精磨板3与如图9D所示已经被粗糙研磨的静电卡盘42a的表面接触。此时，负荷(图9E中由白色箭头示出)被施加到精磨板3上，并且静电卡盘42a绕着图9E中由交替的长虚线和短虚线示出的旋转轴旋转，使得静电卡盘42a的表面被研磨平坦(图9E)。然后，通过施加负荷(图9G中由白色箭头示出)至具有磨带5和辊子6的带磨设备4，使磨带5与已经被研磨平坦的表面(图9F)接触，其中磨带5的表面上涂布并固着有磨粒9，辊子6由弹性材料制成。此时，卷绕在辊子6上的磨带5由带磨设备4卷取和卷出，带磨设备4平行于静电卡盘42a的表面移动，并且静电卡盘42a绕着图9G中由交替的长虚线和短虚线示出的旋转轴旋转(图9G)。结果，可获得图9H所示的表面(参见例如日本专利公开(Kokai)第2007-258240号)。

本发明的发明人提出的静电卡盘42a可增加在晶片W被吸附到静电卡盘42a的表面上时晶片W和静电卡盘42的表面之间的接触面积，并因此提高晶片W和静电卡盘42a的表面之间的热传递效率(图10A)，但具有这样的问题：当作为等离子体处理的反应产物而出现的沉积物或颗粒(例如CF系沉积物D)附着到静电卡盘42a的表面上时，晶片W和静电卡盘42a的表面之间的接触被沉积物D阻碍，并且晶片W不能吸附到静电卡盘42a的表面上(图10B)。

如果晶片W和静电卡盘42a的表面之间的接触被沉积物D阻碍，则会导致晶片W浮在静电卡盘42a的表面上(图10B)，供应到晶片W和静电卡盘42a的表面之间的间隙中的作为热传递气体的氦气从该间隙中泄漏。在检测到氦气的泄漏后，基板处理设备就认识到静电卡盘42a的吸附不良并停止操作。为了重新开始基板处理设备的操作，有必要进行维护，诸如清洁静电卡盘42的表面并除去沉积物D，因此存在着基板处理设备的开工率显著降低的问题。该问题不仅会在利用CF系气体作为处理气体使氧化物受到蚀刻处理的基板处理设备中发生，而且会在利用大量反应产物会从其产生的处理气体的所有基板处理设备中，以及执行大量颗粒等会附着在静电卡盘上的处理的所有基板处理设备中发生。

发明内容