基片处理装置的制作方法

1.本发明涉及基片处理装置。


背景技术：

2.专利文献1中公开了一种气体分配板组件，该气体分配板组件包括：包含金属基体复合体的基底板；和通过粘接层与基底板结合的包含硅盘的有孔面板。
3.另外，专利文献2中公开了一种喷淋头组件，其为能够供给气体的喷淋头组件，具有电极板和用于支承该电极板的陶瓷的基体，上述陶瓷的基体具有：形成在上述基体的中心侧的第一气体扩散空间；形成在上述基体的周缘侧的第二气体扩散空间；设置在上述第一气体扩散空间的上方位置的第一加热器电极层；设置在上述第二气体扩散空间的上方位置的第二加热器电极层；形成在上述第一气体扩散空间的上方位置并且形成在上述第一加热器电极层的上方或下方的位置的第一制冷剂流路；形成在上述第二气体扩散空间的上方位置并且形成在上述第二加热器电极层的上方或下方的位置的第二制冷剂流路；用于经由上述第一气体扩散空间供给气体的第一气体供给路径；和用于经由上述第二气体扩散空间供给气体的第二气体供给路径，上述喷淋头组件以在上述基体的内部没有接合面的方式制作。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特表2019-523995号公报
7.专利文献2：日本特开2015-95551号公报


技术实现要素：

8.发明要解决的技术问题
9.本发明的一个方面提供能够提高气体流路的设计的自由度的基片处理装置。
10.用于解决技术问题的手段
11.为了解决上述技术问题，本发明的一个方式能够提供一种基片处理装置，其包括：处理腔室；设置在所述处理腔室内的、用于保持基片的基片支承部；和与所述基片支承部相对的喷淋头，所述喷淋头具有：形成有用于排出气体的气体流路的喷淋板；和用于保持所述喷淋板并对其进行冷却的冷却板，所述冷却板具有：第一板，其具有用于对气体进行分配的气体分配层；第二板，其具有能够被供给制冷剂的制冷剂流路和能够被供给由所述气体分配层分配后的气体的气体扩散空间；和用于将所述第一板和所述第二板紧固的紧固部件。
附图说明
12.图1是用于对电容耦合型的基片处理装置的结构例进行说明的图的一个例子。
13.图2是对本实施方式的冷却板的结构进行说明的截面图的一个例子。
14.图3是本实施方式的冷却板的分解截面图的一个例子。
15.图4是对气体均等分配层的结构进行说明的俯视图的一个例子。
16.图5是对气体均等分配层的结构进行说明的底面图的一个例子。
17.图6是对流路形成层的结构进行说明的俯视图的一个例子。
18.图7是对流路形成层的结构进行说明的底面图的一个例子。
19.图8是对气体均等分配层的结构进行说明的俯视图的另一个例子。
20.图9是对气体均等分配层的结构进行说明的底面图的另一个例子。
21.图10是对参考例的冷却板的结构进行说明的截面图的一个例子。
22.图11是将本实施方式的冷却板和参考例的冷却板进行对比的图。
23.附图标记说明
24.w基片，1基片处理装置，2控制部，10等离子体处理腔室(处理腔室)，10s等离子体处理空间，11基片支承部，13喷淋头，13a气体供给口，13b气体扩散室，13c气体导入口，20气体供给部，30电源，40排气系统，51～53气体导入部，131冷却板，132喷淋板，210第一板，211连接if层，212气体均等分配层(气体分配层)，213第一中间if层，220第二板，221第二中间if层，222流路形成层，223气孔层，230螺栓(紧固部件)，240沉孔，250贯通孔，260密封部件，300气体分配流路，311、321、331气体流路，312、322、332分配流路，319、329、339气体流路，400气体扩散流路，411、421、431气体流路，412、422、432贯通流路，413、423、433气体扩散空间，414、424、434气孔，415、425、435排液孔，413p、423p、433p支柱，502制冷剂流路。
具体实施方式
25.下面，参照附图对各种例示性的实施方式进行详细说明。此外，在各图中，对相同或者相应的部分标注相同的附图标记。
26.下面，对等离子体处理系统的结构例进行说明。图1是用于对电容耦合型的基片处理装置的结构例进行说明的图的一个例子。
27.等离子体处理系统包括电容耦合型的基片处理装置1和控制部2。电容耦合型的基片处理装置1包括等离子体处理腔室(处理腔室)10、气体供给部20、电源30和排气系统40。另外，基片处理装置1包括基片支承部11和气体导入部。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。基片支承部11配置在等离子体处理腔室10内。喷淋头13配置在基片支承部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。等离子体处理腔室10具有由喷淋头13、等离子体处理腔室10的侧壁10a和基片支承部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排出气体的至少1个气体排出口。等离子体处理腔室10被接地。喷淋头13和基片支承部11与等离子体处理腔室10的壳体电绝缘。
28.基片支承部11包括主体部111和环组件112。主体部111具有：用于支承基片w的中央区域111a；和用于支承环组件112的环状区域111b。晶片是基片w的一个例子。主体部111的环状区域111b在俯视时包围主体部111的中央区域111a。基片w配置在主体部111的中央区域111a上，环组件112以包围主体部111的中央区域111a上的基片w的方式配置在主体部111的环状区域111b上。因此，中央区域111a也称为用于支承基片w的基片支承面，环状区域111b也称为用于支承环组件112的环支承面。
29.在一个实施方式中，主体部111包括基座1110和静电卡盘1111。基座1110包含导电性部件。基座1110的导电性部件能够作为下部电极发挥作用。静电卡盘1111配置在基座1110上。静电卡盘1111包括陶瓷部件1111a和配置在陶瓷部件1111a内的静电电极1111b。陶瓷部件1111a具有中央区域111a。在一个实施方式中，陶瓷部件1111a还具有环状区域111b。此外，也可以是环状静电卡盘或环状绝缘部件那样的、包围静电卡盘1111的其它部件具有环状区域111b。在该情况下，环组件112可以是配置在环状静电卡盘或者环状绝缘部件上，也可以是配置在静电卡盘1111和环状绝缘部件两者上。另外，也可以在陶瓷部件1111a内配置能够与后述的rf(radio frequency：射频)电源31和/或dc(direct current：直流)电源32耦合的至少1个rf/dc电极。在该情况下，至少1个rf/dc电极能够作为下部电极发挥作用。在向至少1个rf/dc电极供给后述的偏置rf信号和/或dc信号的情况下，rf/dc电极也称为偏置电极。此外，也可以是基座1110的导电性部件和至少1个rf/dc电极作为多个下部电极发挥作用。另外，也可以是静电电极1111b作为下部电极发挥作用。因此，基片支承部11包括至少1个下部电极。
30.环组件112包括1个或多个环状部件。在一个实施方式中，1个或多个环状部件，包括1个或多个边缘环和至少1个覆盖环。边缘环由导电性材料或者绝缘材料形成，覆盖环由绝缘材料形成。
31.另外，基片支承部11可以包括用于将静电卡盘1111、环组件112和基片中的至少一者调节为目标温度的温度调节模块。温度调节模块可以包括加热器、传热介质、流路1110a或者它们的组合。可以在流路1110a中流动盐水或气体那样的传热流体。在一个实施方式中，流路1110a形成在基座1110内，在静电卡盘1111的陶瓷部件1111a内配置有1个或多个加热器。另外，基片支承部11可以包括用于向基片w的背面与中央区域111a之间的间隙供给传热气体的传热气体供给部。
32.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内。喷淋头13具有至少1个气体供给口13a(13a1～13a3)、至少1个气体扩散室13b(13b1～13b3)和多个气体导入口13c(13c1～13c3)。被供给到气体供给口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内。
33.另外，图1所示的喷淋头13具有气体导入部51、气体导入部52和气体导入部53。气体导入部51用于将气体导入到等离子体处理腔室10内的基片w的中心区域(中央区域)。气体导入部52用于将气体导入到比气体导入部51靠外侧的区域(中间区域)。气体导入部53用于将气体导入到比气体导入部52靠外侧的区域(边缘区域)。气体导入部51、气体导入部52和气体导入部53呈同心状配置。
34.气体扩散室13b包括气体扩散室13b1、气体扩散室13b2和气体扩散室13b3。
35.气体供给口13a1和多个气体导入口13c1以气体能够流通的方式与气体扩散室13b1连接。气体导入部51具有气体供给口13a1、气体扩散室13b1和多个气体导入口13c1。另外，气体供给口13a2和多个气体导入口13c2以气体能够流通的方式与气体扩散室13b2连接。气体导入部52具有气体供给口13a2、气体扩散室13b2和多个气体导入口13c2。另外，气体供给口13a3和多个气体导入口13c3以气体能够流通的方式与气体扩散室13b3连接。气体导入部53具有气体供给口13a3、气体扩散室13b3和多个气体导入口13c3。
36.另外，喷淋头13包括至少1个上部电极。此外，气体导入部可以除了喷淋头13以外，
还包括被安装在形成于侧壁10a上的1个或多个开口部的1个或多个侧面气体注入部(sgi：side gas injector)。
37.另外，喷淋头13具有冷却板131和喷淋板132。冷却板131例如由铝形成，能够保持喷淋板132。另外，冷却板131具有对所保持的喷淋板132进行冷却的功能。另外，冷却板131形成有气体扩散室13b。喷淋板132例如由si、sic等形成，形成有气体导入口13c。
38.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供给到喷淋头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。
39.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能够将至少1个rf信号(rf电功率)供给到至少1个下部电极和/或至少1个上部电极。从而，能够从被供给到等离子体处理空间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，通过将偏置rf信号供给到至少1个下部电极，能够在基片w上产生偏置电位，将所形成的等离子体中的离子成分引入到基片w。
40.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个阻抗匹配电路与至少1个下部电极和/或至少1个上部电极耦合，能够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10mhz～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能够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信号被供给到至少1个下部电极和/或至少1个上部电极。
41.第二rf生成部31b经由至少1个阻抗匹配电路与至少1个下部电极耦合，能够生成偏置rf信号(偏置rf电功率)。偏置rf信号的频率可以与源rf信号的频率相同也可以不同。在一个实施方式中，偏置rf信号具有比源rf信号的频率低的频率。在一个实施方式中，偏置rf信号具有100khz～60mhz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能够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信号被供给到至少1个下部电极。另外，在各种实施方式中，源rf信号和偏置rf信号中的至少1者可以被脉冲化。
42.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与至少1个下部电极连接，能够生成第一dc信号。所生成的第一偏置dc信号被施加于至少1个下部电极。在一个实施方式中，第二dc生成部32b与至少1个上部电极连接，能够生成第二dc信号。所生成的第二dc信号被施加于至少1个上部电极。
43.在各种实施方式中，第一dc信号和第二dc信号中的至少1者可以被脉冲化。在该情况下，对至少1个下部电极和/或至少1个上部电极施加电压脉冲的序列。电压脉冲可以具有矩形、梯形、三角形或它们的组合的脉冲波形。在一个实施方式中，在第一dc生成部32a与至少1个下部电极之间连接有用于从dc信号生成电压脉冲的序列的波形生成部。从而，第一dc生成部32a和波形生成部构成电压脉冲生成部。在第二dc生成部32b和波形生成部构成电压
脉冲生成部的情况下，电压脉冲生成部与至少1个上部电极连接。电压脉冲可以具有正极性，也可以具有负极性。另外，电压脉冲的序列可以在1个周期内包含1个或多个正极性电压脉冲和1个或多个负极性电压脉冲。此外，可以是除了rf电源31以外还设置第一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来代替第二rf生成部31b。
44.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内的压力。真空泵可以包括涡轮分子泵、干式泵或它们的组合。
45.控制部2能够处理计算机可执行的命令，该命令用于使基片处理装置1执行在本发明中说明的各种工序。控制部2能够控制基片处理装置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基片处理装置1中。控制部2可以包括处理部2a1、存储部2a2和通信接口2a3。控制部2例如由计算机2a实现。处理部2a1能够从存储部2a2读取程序，通过执行所读取的程序进行各种控制动作。该程序可以是预先保存在存储部2a2中，也可以是在需要时经由介质获取。所获取的程序被保存在存储部2a2中，由处理部2a1从存储部2a2读取并执行。介质可以是计算机2a可读取的各种存储介质，也可以是与通信接口2a3连接的通信线路。处理部2a1可以是cpu(central processing unit：中央处理器)。存储部2a2可以包括ram(random access memory：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：固态驱动器)或它们的组合。通信接口2a3可以经由lan(local area network：局域网)等通信线路在与基片处理装置1之间进行通信。
46.接下来，使用图2至图7对本实施方式的冷却板131进一步进行说明。图2是对本实施方式的冷却板131的结构进行说明的截面图的一个例子。图3是本实施方式的冷却板131的分解截面图的一个例子。图4是对气体均等分配层(气体分配层)212的结构进行说明的俯视图的一个例子。图5是对气体均等分配层212的结构进行说明的底面图的一个例子。此外，在图4中，将与气体流路311、321、331对应的位置用虚线进行图示，在图5中，将与气体流路319、329、339对应的位置用虚线进行图示。图6是对a方向(参照图3)看的流路形成层222的结构进行说明的俯视图的一个例子。图7是对b方向(参照图3)看的流路形成层222的结构进行说明的底面图的一个例子。此外，在图4至图7中，将正交的水平方向分别表示为x方向和y方向，将高度方向表示为z方向。
47.冷却板131具有：形成有气体分配流路300的第一板210；和形成有气体扩散流路400和制冷剂流路500的第二板220。第一板210和第二板220由螺栓230接合。
48.第一板210具有连接if(接口)层211、气体均等分配层212和第一中间if(接口)层213。第一板210可以通过将板状的连接if层211、气体均等分配层212和第一中间if层213扩散接合、焊接等而形成。另外，第一板210例如由铝、sus(不锈钢)等形成。
49.能够从气体供给部20向连接if层211供给气体。即，连接if层211具有用于与气体供给口13a1(参照图1)连接的气体流路311。另外，连接if层211具有用于与气体供给口13a2(参照图1)连接的气体流路321。另外，连接if层211具有用于与气体供给口13a3(参照图1)连接的气体流路331。气体流路311、321、331是在板厚方向上贯穿连接if层211的流路。
50.气体均等分配层212用于对从连接if层211供给的气体进行分配。即，气体均等分配层212具有分配流路312，该分配流路312用于将从设置在连接if层211中的气体流路311
供给的气体分配到设置在第一中间if层213中的多个气体流路319。分配流路312具有贯通流路313、连通流路314、贯通流路315、分配流路316和贯通流路317(参照图4、5)。贯通流路313是在板厚方向上贯穿气体均等分配层212的流路，用于使连接if层211的气体流路311和连通流路314连通。连通流路314是由在气体均等分配层212的下表面侧形成的凹槽和第一中间if层213的上表面形成的流路，用于使贯通流路313和贯通流路315连通。贯通流路315是在板厚方向上贯穿气体均等分配层212的流路，用于使连通流路314和分配流路316连通。分配流路316是由在气体均等分配层212的上表面侧形成的凹槽和连接if层211的下表面形成的流路，用于使贯通流路315和贯通流路317连通。另外，分配流路316从贯通流路315向多个贯通流路317去而分支为多个(在图4、5所示的一个例子中为4个)。另外，分配流路316形成为从贯通流路315到各贯通流路317的流路长度彼此相等。贯通流路317是在板厚方向上贯穿气体均等分配层212的流路，用于使分配流路316和第一中间if层213的气体流路319连通。
51.另外，气体均等分配层212具有分配流路322，该分配流路322用于将从设置在连接if层211中的气体流路321供给的气体分配到设置在第一中间if层213中的多个气体流路329(参照图4、5)。分配流路322具有贯通流路323和分配流路324。贯通流路323是在板厚方向上贯穿气体均等分配层212的流路，用于使连接if层211的气体流路321和分配流路324连通。分配流路324是由在气体均等分配层212的下表面侧形成的凹槽和第一中间if层213的上表面形成的流路，用于使贯通流路323和第一中间if层213的气体流路329连通。另外，分配流路324从贯通流路323向多个气体流路329去而分支为多个(在图4、5所示的一个例子中为4个)。另外，分配流路324形成为从贯通流路323到各气体流路329的流路长度彼此相等。
52.另外，气体均等分配层212具有分配流路332，该分配流路332用于将从设置在连接if层211中的气体流路331供给的气体分配到设置在第一中间if层213中的多个气体流路339(参照图4、5)。分配流路332具有贯通流路333和分配流路334。贯通流路333是在板厚方向上贯穿气体均等分配层212的流路，用于使连接if层211的气体流路331和分配流路334连通。分配流路334是由在气体均等分配层212的下表面侧形成的凹槽和第一中间if层213的上表面形成的流路，用于使贯通流路333和第一中间if层213的气体流路339连通。另外，分配流路334从贯通流路333向多个气体流路339去而分支为多个(在图4、5所示的一个例子中为4个)。另外，分配流路334形成为从贯通流路333到各气体流路339的流路长度彼此相等。
53.这样，形成有分配流路312、322、332的气体均等分配层212形成为多层结构，其中，分配流路312、322、332用于将从设置在连接if层211中的气体流路311、321、331供给的气体分配到设置在第一中间if层213中的多个气体流路319、329、339。即，如图4和图5所示，气体均等分配层212为2层结构，其具有形成在气体均等分配层212的上表面侧的上表面气体流路、形成在气体均等分配层212的下表面侧的下表面气体流路、和贯穿气体均等分配层212的上表面侧(上表面气体流路)和下表面侧(下表面气体流路)的贯通气体流路。在图4和图5所示的例子中，分配流路312具有：作为上表面气体流路的分配流路316；作为下表面气体流路的连通流路314；和作为贯通气体流路的贯通流路313、315、317。另外，在分配流路322中具有作为下表面气体流路的分配流路324和作为贯通气体流路的贯通流路323。另外，在分配流路332中具有作为下表面气体流路的分配流路334和作为贯通气体流路的贯通流路333。此外，多层结构并不限于2层，只要是2层以上即可。
54.第一中间if层213用于将由气体均等分配层212分配后的气体供给到第二板220的第二中间if层221。即，第一中间if层213具有4个气体流路319、4个气体流路329和4个气体流路339。气体流路319、329、339是在板厚方向上贯穿第一中间if层213的流路。
55.另外，在第一板210设置有用于在利用螺栓230将第一板210和第二板220固定时，供螺栓230插通的沉孔240。
56.另外，在第一板210设置有供与第二板220的第二中间if层221连接的制冷剂配管(未图示)插通的贯通孔250。
57.第二板220具有第二中间if(接口)层221、流路形成层222和气孔层223。第二板220可以通过将板状的第二中间if层221、流路形成层222和气孔层223扩散接合、焊接等而形成。另外，第二板220例如由铝形成，在通过扩散接合等接合后对表面实施氧化铝膜处理，由此，第二板220具有等离子体耐性。第二板220配置在比第一板210靠等离子体处理空间10s侧的位置。
58.能够从第一板210的第一中间if层213向第二中间if层221供给气体。即，第二中间if层221具有用于与气体流路319连通的气体流路411。另外，第二中间if层221具有用于与气体流路329连通的气体流路421。另外，第二中间if层221具有用于与气体流路339连通的气体流路431。气体流路411、421、431是在板厚方向上贯穿第二中间if层221的流路。另外，在第一板210与第二板220相对的相对面设置有密封部件260。密封部件260能够使气体流路319与气体流路411连通并且进行密封。另外，密封部件260能够使气体流路329与气体流路421连通并且进行密封。另外，密封部件260能够使气体流路339与气体流路431连通并且进行密封。
59.另外，第二中间if层221具有制冷剂流路501、503。制冷剂流路501、503是在板厚方向上贯穿第二中间if层221的流路。
60.另外，在第二中间if层221设置有用于与后述的流路形成层222的排液孔415、425、435(参照图6、图7)连通的贯通孔(未图示)。
61.流路形成层222具有气体扩散空间413，能够从第二中间if层221向气体扩散空间413供给气体。即，流路形成层222具有：用于与气体流路411连通的贯通流路412；和气体扩散空间413。贯通流路412是在板厚方向上贯穿流路形成层222的流路，用于使第二中间if层221的气体流路411和气体扩散空间413连通。气体扩散空间413是由在流路形成层222的下表面侧形成的凹槽和气孔层223的上表面形成的圆形的空间，与图1所示的气体扩散室13b1对应。在气体扩散空间413内设置有多个支柱413p。另外，贯通流路412在与气体扩散空间413的中心轴同轴的圆周上等间隔地配置有多个(在图7的例子中为4个)。
62.另外，流路形成层222具有排液孔(氧化铝膜成膜用贯通孔)415，该排液孔415用于在对第二板220的内壁面(气体流路411、贯通流路412、气体扩散空间413、气孔414)进行氧化铝膜处理时插入电极(未图示)，并在氧化铝膜处理后排出溶液。排液孔415是在板厚方向上贯穿流路形成层222的流路，用于使第二中间if层221的贯通孔(未图示)和气体扩散空间413连通。排液孔415可由塞子(密封塞)密封。
63.同样，流路形成层222具有与气体流路421连通的贯通流路422、气体扩散空间423和排液孔(氧化铝膜成膜用贯通孔)425。气体扩散空间423是由在流路形成层222的下表面侧形成的凹槽和气孔层223的上表面形成的圆环形状的空间，与图1所示的气体扩散室13b2
对应。在气体扩散空间423内设置有多个支柱423p。另外，贯通流路422在与气体扩散空间423的中心轴同轴的圆周上等间隔地配置有多个(在图7的例子中为4个)。另外，排液孔425可由塞子(密封塞)密封。
64.另外，流路形成层222具有与气体流路431连通的贯通流路432、气体扩散空间433和排液孔(氧化铝膜成膜用贯通孔)435。气体扩散空间433是由在流路形成层222的下表面侧形成的凹槽和气孔层223的上表面形成的圆环形状的空间，与图1所示的气体扩散室13b3对应。在气体扩散空间433内设置有多个支柱433p。另外，贯通流路432在与气体扩散空间433的中心轴同轴的圆周上等间隔地配置有多个(在图7的例子中为4个)。另外，排液孔435可由塞子(密封塞)密封。
65.气孔层223用于从气体扩散空间413对喷淋板132供给气体。即，气孔层223具有多个气孔414、424、434。气孔414是在板厚方向上贯穿气孔层223的流路，用于使气体扩散空间413与等离子体处理空间10s(参照图1)连通。气孔424是在板厚方向上贯穿气孔层223的流路，用于使气体扩散空间423与等离子体处理空间10s连通。气孔434是在板厚方向上贯穿气孔层223的流路，用于使气体扩散空间433与等离子体处理空间10s连通。
66.如以上所述，从气体供给口13a1供给的处理气体，经由气体流路311、分配流路312(贯通流路313、连通流路314、贯通流路315、分配流路316、贯通流路317)、气体流路319、气体流路411、贯通流路412被供给到气体扩散空间413。然后，气体从气体扩散空间413经由气孔414和冷却板131的气体导入口13c1(参照图1)被供给到等离子体处理空间10s内。另外，从气体供给口13a2供给的处理气体，经由气体流路321、分配流路322(贯通流路323、分配流路324)、气体流路329、气体流路421、贯通流路422被供给到气体扩散空间423。然后，气体从气体扩散空间423经由气孔424和冷却板131的气体导入口13c2(参照图1)被供给到等离子体处理空间10s内。另外，从气体供给口13a3供给的处理气体，经由气体流路331、分配流路332(贯通流路333、分配流路334)、气体流路339、气体流路431、贯通流路432被供给到气体扩散空间433中。然后，气体从气体扩散空间433经由气孔434和冷却板131的气体导入口13c3(参照图1)被供给到等离子体处理空间10s内。
67.另外，流路形成层222具有与制冷剂流路501、503连通的制冷剂流路502。制冷剂流路502是由在流路形成层222的上表面侧形成的凹槽和第二中间if层221的下表面形成的流路。从制冷剂流路501供给的制冷剂，能够在制冷剂流路502中流动，从制冷剂流路503排出。在此，来自在等离子体处理空间10s中生成的等离子体的热会对喷淋板132(参照图1)进行热输入。通过对与喷淋板132接触的第二板220的制冷剂流路502供给制冷剂，冷却板131能够进行除热，对喷淋板132进行冷却。
68.如以上所述，采用本实施方式的冷却板131，能够分体地形成用于将从气体供给口13a供给的气体均等地分配并供给到气体扩散室13b的气体均等分配层212。从而，能够使冷却板131的结构简化，并且降低制作成本。另外，第一板210能够使用sus等，材料的选择性提高。另外，能够使流路设计的自由度提高。
69.另外，能够使分支成分岔形状的分配流路312、322、332为多层结构。从而，与使气体流路在1个平面形状中迂回的情况相比，能够使流路长度缩短。从而，在气体由脉冲构成的基片处理装置中，能够使气体的开关的响应性提高。
70.此外，气体均等分配层212的形状并不限于图4和图5所示的结构。图8是对气体均
等分配层212的结构进行说明的俯视图的另一个例子。图9是对气体均等分配层212的结构进行说明的底面图的另一个例子。此外，在图8中，将与气体流路311、321、331对应的位置用虚线进行图示，在图9中，将与气体流路319、329、339对应的位置用虚线进行图示。另外，在图8和图9中，将正交的水平方向分别表示为x方向、y方向，将高度方向表示为z方向。
71.图8和图9所示的气体均等分配层212具有用于将从设置在连接if层211中的气体流路311供给的气体分配到设置在第一中间if层213中的多个气体流路319的分配流路。分配流路具有贯通流路361和连通流路362。贯通流路361是在板厚方向上贯穿气体均等分配层212的流路，用于使连接if层211的气体流路311和连通流路362连通。连通流路362是由在气体均等分配层212的下表面侧形成的凹槽和第一中间if层213的上表面形成的流路，用于使贯通流路361和第一中间if层213的气体流路319连通。
72.另外，气体均等分配层212具有用于将从设置在连接if层211中的气体流路321供给的气体分配到设置在第一中间if层213中的多个气体流路329的分配流路。分配流路具有分配流路371和贯通流路372。分配流路371是由在气体均等分配层212的上表面侧形成的凹槽和连接if层211的下表面形成的流路，用于使连接if层211的气体流路321和贯通流路372连通。贯通流路372是在板厚方向上贯穿气体均等分配层212的流路，用于使分配流路371和分配流路373连通。分配流路373是由在气体均等分配层212的下表面侧形成的凹槽和第一中间if层213的上表面形成的流路，用于使贯通流路372和第一中间if层213的气体流路329连通。
73.另外，气体均等分配层212具有用于将从设置在连接if层211中的气体流路331供给的气体分配到设置在第一中间if层213中的多个气体流路339的分配流路。分配流路具有分配流路381和贯通流路382。分配流路381是由在气体均等分配层212的上表面侧形成的凹槽和连接if层211的下表面形成的流路，用于使连接if层211的气体流路331和贯通流路382连通。贯通流路382是在板厚方向上贯穿气体均等分配层212的流路，用于使分配流路381和分配流路383连通。分配流路383是由在气体均等分配层212的下表面侧形成的凹槽和第一中间if层213的上表面形成的流路，用于使贯通流路382和第一中间if层213的气体流路339连通。
74.即，如图8和图9所示，气体均等分配层212为2层结构，其具有：形成在气体均等分配层212的上表面侧的上表面气体流路；形成在气体均等分配层212的下表面侧的下表面气体流路；和贯穿气体均等分配层212的上表面侧(上表面气体流路)和下表面侧(下表面气体流路)的贯通气体流路。在图8和图9所示的例子中，从气体流路311向气体流路319供给气体的流路具有：作为下表面气体流路的连通流路362；和作为贯通气体流路的贯通流路361。另外，从气体流路321向气体流路329分配气体的分配流路具有：作为上表面气体流路的分配流路371；作为下表面气体流路的分配流路373；和作为贯通气体流路的贯通流路372。另外，从气体流路331向气体流路339分配气体的分配流路具有：作为上表面气体流路的分配流路381；作为下表面气体流路的分配流路383；和作为贯通气体流路的贯通流路382。
75.这样，在图8和图9所示的气体均等分配层212中，能够对3系统的气体使流路长度相等。另外，能够使流路的容积相等。从而，能够使对气体供给进行脉冲控制时的响应性进一步提高。
76.在此，使用图10对参考例的冷却板131a的结构进行说明。参考例的冷却板131a具
有连接if(接口)层601、制冷剂流路形成层602、气体分配扩散层603和气孔层604。
77.气体流路611是贯穿连接if层601的流路。气体流路612是与气体流路611连通并且贯穿制冷剂流路形成层602的流路。分配流路613是由在气体分配扩散层603的上表面形成的凹槽和制冷剂流路形成层602的下表面形成的、分支为多个的流路。气体流路614是与分配流路613连通并且贯穿气体分配扩散层603的流路。气体扩散空间615是由在气体分配扩散层603的下表面形成的凹槽和气孔层604的上表面形成的空间。气孔616是与气体扩散空间615连通并且贯穿气孔层604的流路。从而，从气体供给口13a(参照图1)供给的气体，经由气体流路611、612被供给到分配流路613，由分配流路613分配到多个气体流路614，被供给到气体扩散空间615。然后，从气体扩散空间615向气孔616供给。
78.制冷剂流路501、503是贯穿连接if层601的流路。制冷剂流路502是由在制冷剂流路形成层602的上表面形成的凹槽和连接if层601的下表面形成的流路。从而，从制冷剂流路501供给的制冷剂，能够在制冷剂流路502中流动，从制冷剂流路503排出。
79.图11是将本实施方式的冷却板131和参考例的冷却板131a进行对比的图。
80.如图11的(b)所示，在参考例的冷却板131a中，用于供给气体的贯通孔，在连接if层601、制冷剂流路形成层602、气体分配扩散层603的范围形成。另外，在参考例的冷却板131a中，用于供给制冷剂的贯通孔，在连接if层601的范围形成。另外，在参考例的冷却板131a中，用于在对气体扩散空间615等的内表面进行氧化铝膜处理时插入电极棒、并在处理后将溶液排出的氧化铝膜成膜用贯通孔，在连接if层601、制冷剂流路形成层602、气体分配扩散层603的范围形成。
81.在此，气体流路611和气体流路612同轴地形成。另一方面，经由分配流路613连接的气体流路614，设置在与气体流路611和气体流路612不同轴的位置。因此，在冷却板131a的上表面侧，在与气体流路611不同的位置，设置有从冷却板131a的上表面侧向气体扩散空间615去并贯穿的氧化铝膜成膜用贯通孔。因此，大量的氧化铝膜成膜用贯通孔穿过形成成为制冷剂流路502的凹槽的制冷剂流路形成层602的上表面和形成成为分配流路613的凹槽的气体分配扩散层603的上表面，制冷剂流路502和分配流路613的设计的自由度降低。
82.相对于此，如图11的(a)所示，用于对气体进行均等分配的气体均等分配层212，与形成制冷剂流路502和气体扩散空间413、423、433的流路形成层222分体地形成。因此，用于在对气体扩散空间413、423、433等的内表面进行氧化铝膜处理时插入电极棒、并在处理后将溶液排出的氧化铝膜成膜用贯通孔，在第二中间if层221、流路形成层222的范围形成。
83.因此，能够不受氧化铝膜成膜用贯通孔的位置影响地对气体分配流路300进行布局，能够提高气体分配流路300的设计的自由度。另外，能够简单地形成气体流路的结构，能够使气体的流路长度缩短。从而，在气体由脉冲构成的基片处理装置中，能够使气体的开关的响应性提高。
84.另外，气体流路411和贯通流路412同轴地形成，并连通至气体扩散空间413。同样，气体流路421和贯通流路422同轴地形成，并连通至气体扩散空间423。另外，气体流路431和贯通流路432同轴地形成，并连通至气体扩散空间433。因此，能够将用于气体供给的贯通孔(气体流路411、421、431和贯通流路412、422、432)兼用作用于在进行氧化铝膜处理时插入电极棒、并在处理后将溶液排出的孔。例如，在图7所示的例子中，能够将贯通流路412、422、432作为用于插入电极棒的贯通孔使用，将排液孔415、425、435作为用于从气体扩散空间
413、423、433排出溶液的贯通孔使用。从而，能够削减氧化铝膜成膜用贯通孔的数量。其结果是，能够提高制冷剂流路500的设计的自由度。
85.而且，气体均等分配层212(第一板210)和流路形成层222(第二板220)可以使用不同的材料，例如可以是气体均等分配层212(第一板210)由不锈钢形成，流路形成层222(第二板220)由铝形成等。但是，也可以是气体均等分配层212(第一板210)和流路形成层222(第二板220)均由铝形成。
86.另外，在本实施方式的冷却板131中，制冷剂流路502配置在比气体均等分配层212靠下方的位置。从而，与参考例的冷却板131a相比，能够使制冷剂流路502靠近喷淋板132。从而，能够提高冷却性能。另外，通过削减氧化铝膜成膜用贯通孔的数量，能够使形成制冷剂流路502的面积扩大，能够提高冷却性能。其结果是，能够提高对来自等离子体的热输入的除热性能，因此，对于从rf电源31输出更高功率的rf信号的处理也能够应对。
87.此外，对于包括本实施方式的冷却板131的基片处理装置1，以在等离子体处理腔室10内生成等离子体的等离子体处理装置为例进行了说明，但是并不限于此。也可以将冷却板131应用于例如热cvd(chemical vapor deposition：化学气相沉积)装置等的基片处理装置。
88.上面，对等离子体处理系统的实施方式等进行了说明，但是本发明并不限于上述实施方式等，可以在权利要求书所记载的本发明的主旨的范围内进行各种变形、改良。

技术特征：
1.一种基片处理装置，其特征在于，包括：处理腔室；设置在所述处理腔室内的、用于保持基片的基片支承部；和与所述基片支承部相对的喷淋头，所述喷淋头具有：形成有用于排出气体的气体流路的喷淋板；和用于保持所述喷淋板并对其进行冷却的冷却板，所述冷却板具有：第一板，其具有用于对气体进行分配的气体分配层；第二板，其具有能够被供给制冷剂的制冷剂流路和能够被供给由所述气体分配层分配后的气体的气体扩散空间；和用于将所述第一板和所述第二板紧固的紧固部件。2.如权利要求1所述的基片处理装置，其特征在于：所述第一板具有：能够从气体供给部被供给气体的连接接口层；用于对从所述连接接口层供给的气体进行分配的所述气体分配层；和用于将由所述气体分配层分配后的气体供给到所述第二板的第一中间接口层。3.如权利要求1或2所述的基片处理装置，其特征在于：所述第二板具有：能够从所述第一板被供给气体的第二中间接口层；流路形成层，其具有所述制冷剂流路和能够从所述第二中间接口层被供给气体的气体扩散空间；和用于从所述气体扩散空间向所述喷淋板供给气体的气孔层。4.如权利要求1～3中任一项所述的基片处理装置，其特征在于：所述制冷剂流路配置在比所述气体分配层靠下方的位置。5.如权利要求1～4中任一项所述的基片处理装置，其特征在于：所述气体分配层具有形成有上表面气体流路、下表面气体流路和贯通流路的多层结构，其中，所述上表面气体流路形成在所述气体分配层的上表面侧，所述下表面气体流路形成在所述气体分配层的下表面侧，所述贯通流路贯穿所述气体分配层的所述上表面侧和所述下表面侧。6.如权利要求1～5中任一项所述的基片处理装置，其特征在于：在所述第一板与所述第二板相对的相对面设置有密封部件。7.如权利要求1～6中任一项所述的基片处理装置，其特征在于：所述第一板和所述第二板由铝形成。8.如权利要求1～6中任一项所述的基片处理装置，其特征在于：所述第一板由不锈钢形成，所述第二板由铝形成。9.如权利要求1～8中任一项所述的基片处理装置，其特征在于：所述第二板配置在比所述第一板靠等离子体处理空间侧的位置。

技术总结
本发明提供一种能够提高气体流路的设计的自由度的基片处理装置。基片处理装置包括：处理腔室；设置在所述处理腔室内的、用于保持基片的基片支承部；和与所述基片支承部相对的喷淋头，所述喷淋头具有：形成有用于排出气体的气体流路的喷淋板；和用于保持所述喷淋板并对其进行冷却的冷却板，所述冷却板具有：第一板，其具有用于对气体进行分配的气体分配层；第二板，其具有能够被供给制冷剂的制冷剂流路和能够被供给由所述气体分配层分配后的气体的气体扩散空间；和用于将所述第一板和所述第二板紧固的紧固部件。二板紧固的紧固部件。二板紧固的紧固部件。


技术研发人员：杉山秀树 矢幡将二郎 山中进矢
受保护的技术使用者：东京毅力科创株式会社
技术研发日：2023.02.24
技术公布日：2023/8/28