TW201920715A - 電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法及電漿處理裝置用零件 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於：保護二個構件之間所暴露出的黏接劑。本發明提供一種電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法，包含：噴射步驟，將具有15μm以下粒徑之熱噴塗材料的粉末，與電漿產生氣體一起從噴嘴的前端部朝向與該噴嘴為共同軸心之電漿產生部進行噴射；電漿產生步驟，在該電漿產生部藉由50kW以下的電力使得該電漿產生氣體產生電漿；熱噴塗步驟，藉由該電漿讓噴射出之該熱噴塗材料的粉末成液狀，並穿過遮罩來覆蓋樹脂層的表面。

Description

電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法及電漿處理裝置用零件
本發明有關一種電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法及電漿處理裝置用零件。
載置台，具有以下構造：於鋁製基材上具備靜電吸盤，並以可減緩應力之黏接劑將該等構件予以黏貼(參照例如專利文獻1)。然而，黏接劑的電漿耐性較低。因此，黏接劑，從基材與靜電吸盤之間暴露於電漿下之部分有所耗損。黏接劑的耗損，會讓靜電吸盤的壽命縮短，是靜電吸盤的更換原因之一。結果，因靜電吸盤的更換而導致電漿處理裝置維修時間的增加及成本的增加。
於是，有人考慮到，用電漿耐性較高之材料去塗佈黏接劑的暴露出部分，以免基材與靜電吸盤的構造體之間所暴露出的黏接劑有所耗損。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2004-349664號公報
[發明所欲解決之問題]
但是，黏接劑的暴露出部分之寬度，為狹窄至例如約100μm左右，要對這狹窄部以約100μm的寬度塗佈電漿耐性較高之材料是很困難的。
對於上述問題，在一觀點中，本發明之目的在於：保護二個構件之間所暴露出的黏接劑。
[解決問題之技術手段]
為了解決上述問題，根據本發明之一態樣，提供一種電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法，包含：噴射步驟，將具有15μm以下粒徑之熱噴塗材料的粉末，與電漿產生氣體一起從噴嘴的前端部朝向與該噴嘴為共同軸心之電漿產生部進行噴射；電漿產生步驟，在該電漿產生部藉由50kW以下的電力使得該電漿產生氣體產生電漿；熱噴塗步驟，藉由該電漿讓噴射出之該熱噴塗材料的粉末成液狀，並穿過遮罩來覆蓋樹脂層的表面。
[發明功效]
根據本發明之一觀點，便可保護二個構件之間所暴露出的黏接劑。
以下，參照圖式來說明本發明的實施方式。另外，在本說明書及圖面中，對實質上相同之構成，附上相同符號藉以省略重複說明。
[電漿處理裝置之整體構成]
首先，參照圖1來說明電漿處理裝置1之一例。本實施形態所屬之電漿處理裝置1，係電容結合型之平行平板電漿處理裝置，具有似圓筒形之處理容器(腔室)2。處理容器2之內面，施有耐酸鋁處理(陽極氧化處理)。處理容器2之內部，作為藉由電漿進行蝕刻處理或成膜處理等電漿處理之處理室。
載置台3，載置基板的一例即半導體晶圓(以下稱為｢晶圓｣)。載置台3，保持在處理容器2之底部，具備用來將晶圓W靜電吸附在基台12上之靜電吸盤(ESC)10。基台12，由例如鋁(Al)、鈦(Ti)、碳化矽(SiC)等所形成。載置台3也作為下部電極來發揮功用。
靜電吸盤10，為介電層10b之間夾入了電極層10a之構造。電極層10a與直流電源30相連接。若藉由開關31之開閉自直流電源30對電極層10a施加直流電壓，晶圓W就會因庫倫力吸附在靜電吸盤10。
靜電吸盤10之外周側，載置圓環狀的對焦環11來包圍晶圓W之外緣部。對焦環11，由例如矽所形成，其功用為：在處理容器2中使電漿向晶圓W的表面收斂，來提升電漿處理之效率。
如圖2所示，基材12與靜電吸盤10之間，係由黏接劑122所黏接。回到圖1，基材12的內部，形成有冷媒流路12a。自急冷器36輸出的例如冷卻水或鹽水等冷卻媒體(以下稱為｢冷媒｣)，流經冷媒入口配管12b、冷媒流路12a、冷媒出口配管12c並循環。藉由這種冷媒，讓載置台3散熱並冷卻。
熱傳氣體供給源37，將He氣體等熱傳氣體通過熱傳氣體供給管線16供給至靜電吸盤10的表面與晶圓W的背面之間。藉由這種構成，靜電吸盤10，受到在冷媒流路12a循環之冷媒、往晶圓W的背面供給之熱傳氣體的溫度控制，因此，讓晶圓W控制在既定的溫度。
載置台3，經由第1匹配器33，與供給電漿產生用的高頻電力HF之第1高頻電源32相連接。此外，載置台3，經由第2匹配器35，與供給偏電壓發生用的高頻電力LF之第2高頻電源34相連接。電漿產生用的高頻電力HF的頻率，亦可為例如40MHz。此外，偏電壓發生用的高頻電力LF的頻率，亦可比電漿產生用的高頻電力HF的頻率更低，為例如13.56MHz。在本實施形態中，高頻電力HF，雖施加於載置台3，亦可施加於氣體噴頭20。
第1匹配器33，其功用為：當處理容器2內有電漿產生時，讓第1高頻電源32的內部阻抗與負載阻抗在外觀上一致。第2匹配器35，其功用為：當處理容器2內有電漿產生時，讓第2高頻電源34的內部阻抗與負載阻抗在外觀上一致。
氣體噴頭20，設於處理容器2之頂壁部分，具有本體部20a及頂板20b。氣體噴頭20，藉著絕緣性構件21由處理容器2所支持。本體部20a，由導電性材料例如表面經陽極氧化處理之鋁所構成，其下部以可任意裝卸之方式支持頂板20b。頂板20b，由例如矽所形成。本體部20a與頂板20b之間，由黏接劑所黏接。
氣體噴頭20，與可變直流電源26相連接，自可變直流電源26輸出負的直流電壓(DC)。氣體噴頭20，亦可由矽所形成。氣體噴頭20，亦作為載置台3(下部電極)反向的反向電極(上部電極)來發揮功用。
氣體噴頭20，形成有導入氣體之氣體導入口22。氣體噴頭20的內部設有自氣體導入口22分岐出之中央側的氣體擴散室24a及邊緣側的氣體擴散室24b。自氣體供給源23輸出之氣體，經由氣體導入口22供給至氣體擴散室24a、24b，在氣體擴散室24a、24b擴散，自複數氣體供給孔25導入載置台3。
處理容器2之底面形成有排氣口18，藉由與排氣口18相連接之排氣裝置38讓處理容器2內排氣。因此，讓處理容器2內維持既定的真空度。處理容器2之側壁設有閘閥17。閘閥17，在將晶圓W送入處理容器2或從處理容器2送出之際，進行開閉。
電漿處理裝置1，設有控制裝置整體動作之控制裝置100。控制裝置100，具有CPU(Central Processing Unit，中央處理器)105、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)110及RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)115。CPU105，依照RAM115等記憶區域中所儲存之配方，來實行蝕刻等所需之電漿處理。配方中設定了裝置相對於加工條件之控制資訊即加工時間、壓力(氣體的排氣)、高頻電力或電壓、各種氣體流量、處理容器內溫度(上部電極溫度、處理容器的側壁溫度、晶圓W溫度、靜電吸盤溫度等)、自急冷器36輸出的冷媒溫度等。另外，配方及控制裝置100所使用之程式，亦可記憶於硬碟、半導體記憶體。此外，配方等，亦可收容於CD-ROM、DVD等可攜式可由電腦讀取的記憶媒體，在此狀態下安裝於既定位置，來予以讀取。
在實行蝕刻或成膜等電漿處理之際，要控制閘閥17之開閉，將晶圓W送入處理容器2，載置於載置台3。若從直流電源30對電極層10a施加正或負極性之直流電壓，就會讓晶圓W靜電吸附並保持於靜電吸盤10。
在加工時，從氣體供給源23對處理容器2內供給所需之氣體，從第1高頻電源32對載置台3施加高頻電力HF。亦可從第2高頻電源34對載置台3施加高頻電力LF。亦可從可變直流電源26對氣體噴頭20施加負的直流電壓。因此，氣體在晶圓W之上方偏離而產生電漿，藉由電漿的作用來對晶圓W施以電漿處理。
在電漿處理後，從直流電源30對電極層10a施加與靜電吸附時正負極性相反之直流電壓，讓晶圓W之電荷為電性中和。在電性中和後，將晶圓W自靜電吸盤10剝下，自閘閥17往處理容器2之外送出。
[靜電吸盤之製造]
其次，參照圖2依序說明本實施形態所屬之靜電吸盤10的具體構成。首先，說明圖2(a)的本實施形態所屬之靜電吸盤10構成的一例。靜電吸盤10，為氧化鋁陶瓷(Al2 O3 )之燒結材料，配置於基材12之上。基材12，於外周側具有段差部，於段差部載置環狀之對焦環11。基材12，由鋁所形成，其外周側包含段差部之基材12的側壁，由氧化鋁(Al2 O3 )之熱噴塗陶瓷121所覆蓋。另外，亦可使用氧化釔(Y2 O3 )來取代氧化鋁(Al2 O3 )。
藉由基材12頂面所設之黏接層122讓靜電吸盤10黏接在基材12。黏接層122，為由矽酮所形成之樹脂層的一例。矽酮可為聚醯亞胺樹脂，亦可為其他的樹脂。
本實施形態所屬之黏接層122之厚度，為100μm～300μm左右。從黏接層122之周緣部的基材12與靜電吸盤10之間所暴露出的部分，予以塗佈熱噴塗膜123，係令具有15μm以下粒徑之熱噴塗材料的粉末成液狀來加以熱噴塗。熱噴塗膜123，係於周向以100μm～300μm左右之寬度熱噴塗，塗佈於黏接層122之周緣部，並保護之。這種數百μm之狹窄部的熱噴塗方法則於後述之。
如圖2(b)所示，黏接層122之外側當中，基材12與靜電吸盤10之間的寬度為100μm～1000μm的情形，亦可藉由熱噴塗來形成100μm～1000μm左右寬度之熱噴塗膜124，來連結基材12與靜電吸盤10之間。在此情形，熱噴塗膜124，係於周向以100μm～1000μm左右之寬度熱噴塗，來保護黏接層122之周緣部。另外，以下的熱噴塗膜之說明中，雖以熱噴塗膜123為例來說明熱噴塗膜，但亦可適用於熱噴塗膜124。
在此情形，連結熱噴塗陶瓷121與介電層10b之熱噴塗材料，可為同種陶瓷，亦可為不同種的陶瓷。
熱噴塗膜123、124之厚度，為5μm～20μm。熱噴塗材料，也就是熱噴塗膜123、124，只要是含金屬氧化物或是金屬氮化物之金屬無機材料即可。不過，熱噴塗材料，宜由氧化鋁(Al2 O3 )或是氧化釔(Y2 O3 )等金屬氧化膜所形成。
黏接層122之矽酮為樹脂，含有有機物，所以電漿耐性較低。從而，若黏接層122曝露於電漿下，黏接層122會因電漿而選擇性地耗損，會限縮靜電吸盤10之壽命。例如以有機溶劑(黏結劑)連結粒狀陶瓷之黏合劑成分，用含此成分材料來塗佈於黏接層122，則因為有機溶劑之電漿耐性較低，所以無法防止黏接層122之耗損。
於是，在本實施形態中，在黏接層122暴露於電漿下的面(黏接層122之側面)，藉由熱噴塗形成氧化鋁陶瓷之熱噴塗膜123。本實施形態所屬之熱噴塗膜123，係令粉末的氧化鋁陶瓷成液狀來加以熱噴塗，所以能用不含有機溶劑且電漿耐性高之無機材料來塗佈於黏接層122。如此，根據本實施形態，用不含黏合劑成分之無機材料的氧化鋁陶瓷膜來塗佈於黏接層122，藉此可抑制黏接層122之耗損，可提升靜電吸盤10之壽命。
[電漿熱噴塗裝置]
上述黏接層122之暴露出部分，為100μm～300μm左右之寬度。為了對這種狹窄部用熱噴塗來成膜出熱噴塗膜123，要使用能以102 μm等級之寬度進行熱噴塗之電漿熱噴塗裝置150。以下，參照圖3及圖4，說明本實施形態所屬之電漿熱噴塗裝置150構成的一例。
如圖3所示，電漿熱噴塗裝置150，從噴嘴51之前端部(開口51b)噴射熱噴塗材料的粉末，受到由高速氣體所形成之電漿噴流P的熱而熔融，同時噴向基材，於基材上形成熱噴塗膜123。
在本實施形態中，作為熱噴塗材料的粉末之一例，使用15μm以下粒徑之氧化鋁的微粉末(粉體)(以下稱為｢氧化鋁粉末R1｣)。不過，熱噴塗材料的粉末，為上述陶瓷或是陶瓷中添加了金屬之複合材料等、包含金屬氧化物或是金屬氮化物之金屬無機材料，為15μm以下之粒徑即可。
本實施形態所屬之電漿熱噴塗裝置150，能以粒徑小於15μm以下並以低能量將熱噴塗材料熔融，所以熱噴塗材料的粉末沒有昇華，保持液狀而存在，可以100μm～300μm左右之寬度加以熱噴塗。如此，本實施形態所屬之電漿熱噴塗裝置150，即使是熔點較低之特定熱噴塗材料，亦可加以熱噴塗。
電漿熱噴塗裝置150，包含供給部50、控制部101、氣體供給部40、電漿產生部65、腔室C、回收廢棄機構83及乾燥室88。供給部50，具有噴嘴51及進給器60。氧化鋁粉末R1，收納於進給器60內之容器61。氧化鋁粉末R1，為氧化鋁之15μm以下粒徑的微粉末。進給器60，對噴嘴51供給氧化鋁粉末R1。氧化鋁粉末R1，藉由電漿產生氣體運至噴嘴51內，和電漿產生氣體一起自前端部之開口51b噴射。
進給器60，設有致動器62。噴嘴51為棒狀之環狀構件，其內部形成有運送氧化鋁粉末R1之流路51a。噴嘴51之流路51a與容器61內相連通。藉由致動器62之動力使容器61振動，讓氧化鋁粉末R1從容器61投入噴嘴51內之流路51a。
對噴嘴51供給氧化鋁粉末R1和電漿產生氣體。電漿產生氣體，係用以產生電漿之氣體，此外，也作為在流路51a運送氧化鋁粉末R1之載送氣體而發揮功用。在氣體供給部40中，從氣體供給源41供給電漿產生氣體，並透過閥體46及質量流量控制器(MFC：mass flow controller)進行開閉及流量控制，通過管體42供給至噴嘴51內之流路51a。作為電漿產生氣體，可利用Ar氣體、He氣體、N2 氣體、H2 氣體及這些各種氣體加以組合之氣體。在本實施形態中，係供給Ar氣體作為電漿產生氣體，以此情形為例進行說明。
噴嘴51，貫穿電漿產生部65之本體部52，其前端部突出於電漿產生空間U。氧化鋁粉末R1，由電漿產生氣體運送至噴嘴51之前端部，和電漿產生氣體一起從前端部之開口51b往電漿產生空間U噴射。
噴嘴51，由金屬所形成。本體部52，由絕緣材料所形成。本體部52，於中央部具有貫穿口52a。噴嘴51之前方部分51c，***本體部52之貫穿口52a。噴嘴51之前方部分51c，係與直流電源47相連接，亦作為受直流電源47供給電流之電極(陰極)來發揮功用。
電漿產生空間U，主要是由本體部52之凹部52b與伸出部52d所區隔出之空間，噴嘴51之前端部突出於電漿產生空間U。伸出部52d，以一端部來與本體部52的外壁所設之金屬板52c相連結。金屬板52c，係與直流電源47相連接。因此，金屬板52c及伸出部52d作為電極(陽極)來發揮功用。
從直流電源47供給例如50kW以下之電力至電極間，因此，噴嘴51之前端部與伸出部52d之間會產生放電。因此，電漿產生部65，在電漿產生空間U中由噴嘴51所噴射之氬氣體產生氬電漿。
此外，氬氣體成為迴旋流並供給至電漿產生空間U。具體說明之，氬氣體，由氣體供給源41所供給，並透過閥體46及質量流量控制器(MFC)進行開閉及流量控制，通過管體43在本體部52內流動，從側向供給至電漿產生空間U。
導入電漿產生空間U之氬氣體的供給流路，於本體部52設有複數個。因此，氬氣體，從複數的供給流路於側向成為迴旋流供給至電漿產生空間U。因此，防止了在電漿產生部65所產生之電漿的擴散，電漿噴流P成為直線偏向。因此，在電漿產生部65中，從噴嘴51之前端部噴射出的電漿產生氣體會電漿化，產生與噴嘴51為共同軸心O之電漿噴流P。另外，本實施形態中｢共同軸心｣，係指供給部50(噴嘴51)之中心軸與電漿噴流吹送方向之中心軸一致或是幾乎同一方向。
根據這種構成，氧化鋁粉末R1，受到由高速氬氣體所形成之電漿噴流P的熱而熔融，成為液狀噴向基材12之表面，進行熱噴塗。因此，形成了熱噴塗膜123。
本體部52的內部有冷媒流路72形成。由急冷器單元70所供給之冷媒，藉由閥體74、75之開閉，通過冷媒管71、冷媒流路72、冷媒管73進行循環，返回急冷器單元70。因此，本體部52得到冷卻，防止本體部52因電漿的熱而變成高溫。另外，腔室C之側壁，附有用來肉眼觀察腔室C內部之窗體82。
[軸心構造]
這種構成的本實施形態所屬之電漿熱噴塗裝置150中，如圖4(b)所示，其構造為：供給部50的噴嘴51與電漿噴流P的軸心為共同的。因此，可令氧化鋁粉末R1的噴出方向與電漿噴流P的進行方向相同。也就是說，以與電漿噴流P相同軸供給氧化鋁粉末R1。因此，可提高熱噴塗之方向性，可穿過遮罩在基材12與靜電吸盤10之間的黏接層122的面，形成102 μm等級寬度之氧化鋁陶瓷的熱噴塗膜123。熱噴塗膜123，係厚度5μm～20μm之薄膜。
相對於此，在比較例之電漿熱噴塗裝置9中，如圖4(a)所示，熱噴塗材料的粉末，從相對於噴嘴8前方所形成的電漿噴流P以垂直方向設置之供給管7，對著電漿噴流P垂直供給。因此，若熱噴塗用粉末R2之粒徑較小，則該粉末R2會在電漿噴流P的交界反彈，無法進入電漿內。於是，比較例的電漿熱噴塗裝置9的情形，如圖4(a)之下表所示，熱噴塗材料的粉末R2的粒徑，為30μm～100μm。相對於此，本實施形態所屬之電漿熱噴塗裝置150，構造為：噴嘴51與電漿噴流P為共同軸心，所以所使用之熱噴塗材料的粉末R1的粒徑，為圖4(b)下表所示15μm以下，可讓粒子縮小，即使這樣地讓粒子縮小，粉末R1也不會在電漿噴流P的交界反彈。相對於此，比較例中所使用之熱噴塗材料的粉末R2，與本實施形態中所使用之熱噴塗材料的粉末R1相比，粒徑為10倍，體積為1000倍左右大。
綜上，本實施形態所屬之電漿熱噴塗裝置150的情形，可藉由直流電源所輸出之50kW以下的低電力，使熱噴塗材料的粉末R1成液狀。相對於此，比較例的電漿熱噴塗裝置9的情形，欲藉由電漿來熔融熱噴塗材料的粉末R2，必須令直流電源所供給之電量，為與本實施形態的電漿熱噴塗裝置150的情形相比之2倍以上。結果，比較例的電漿熱噴塗裝置150的情形，在熱噴塗時基材12或黏接層122燒焦，例如黏接層122之矽酮會碳化而無法成膜出熱噴塗膜123。
相對於此，本實施形態之電漿熱噴塗裝置150的情形，熱噴塗材料的粉末R1較小，且與比較例相比，以1/10左右的進給量緩慢地供給，所以可減少用以熔融熱噴塗材料的粉末之電量。因此，在熱噴塗時基材12或黏接層122不會燒焦，可在例如黏接層122之矽酮上成膜出氧化鋁陶瓷的熱噴塗膜123。此外，本實施形態之電漿熱噴塗裝置150的情形，與前述的比較例相比，可以1/10左右的進給量來供給熱噴塗材料，所以可對所塗佈的熱噴塗膜123之膜厚進行微量調整。
此外，本實施形態之電漿熱噴塗裝置150的情形，具有供給部50的噴嘴51與電漿噴流P共同軸心之構造，氧化鋁粉末R1的噴出方向與電漿噴流P的進行方向為相同方向。因此，熱噴塗具有方向性，可穿過遮罩125對黏接層122側面所暴露出之狹窄部，以數μm的控制，將氧化鋁陶瓷的熱噴塗膜123加以選擇性地熱噴塗。
回到圖3，說明電漿熱噴塗裝置150之腔室C。腔室C，係圓柱狀的中空容器，由例如鋁或不鏽鋼或石英所形成。腔室C，以頂棚部支持本體部52，令供給部50及電漿產生部65為密閉空間。基材12，置於腔室C的底部81所配置之平台80。在本實施形態中，腔室C的內部，已減壓至既定的壓力。不過，腔室C的內部不一定要減壓，亦可在大氣環境氣體中實施。
腔室C的內部，充滿了氬氣體。氬氣體，從氣體供給源41通過管體45供給至腔室C內。不過，腔室C的內部所充填之氣體，並不限於氬氣體，只要是非活性氣體即可。
回收廢棄機構83，按照閥體85的開閉將腔室C內部之氬氣體及氧化鋁粉末通過排氣管84予以吸入，將氧化鋁粉末廢棄。
乾燥室88，係與腔室C相鄰設置，形成了除溼至既定溼度的密閉空間。此外，乾燥室88，已由排氣裝置89減壓至既定壓力。不過，乾燥室88，亦可不減壓。施有陶瓷熱噴塗之基材12，從閘閥86、87搬送至乾燥室88，往下個步驟運送。
電漿熱噴塗裝置150，具有控制部101。控制部101，控制電漿熱噴塗裝置150。控制部101，控制氣體供給源41、進給器60(致動器62)、直流電源47、急冷器單元70及回收廢棄機構83等。
控制部101，選擇用以將特定熱噴塗材料加以電漿熱噴塗之配方或程式，依據該配方或程式來控制電漿熱噴塗裝置150之各部位。因此，將熱噴塗膜123穿過遮罩125熱噴塗在黏接層122的側面之加工得以實行。
[熱噴塗膜之實驗結果]
以下，參照圖5～圖9，說明使用電漿熱噴塗裝置150所成膜之氧化鋁陶瓷的熱噴塗膜123相關實驗結果。
(膜質及密接性)
首先，參照圖5，說明本實施形態所屬之熱噴塗膜123的膜質及密接性之實驗結果的一例。在本實驗中，使用電漿熱噴塗裝置150，在圖5(a)之矽酮片12p之上成膜出寬度20μm的熱噴塗膜123。此時的熱噴塗膜123表面之SEM影像顯示於圖5(b)之上段，剖面之SEM影像顯示於圖5(b)之下段。由此可知，粒徑15μm以下之氧化鋁的熱噴塗材料溶解成液狀，形成了細密的氧化鋁陶瓷的熱噴塗膜123。此外，由圖5(b)下段的剖面SEM影像，發現基底的矽酮片12p之上與氧化鋁陶瓷之熱噴塗膜123相密接。從而可知，藉由本實施形態所屬之電漿熱噴塗，可產生膜質佳且與基底層密接性較高之熱噴塗膜123。
(耐蝕性)
接下來，參照圖6說明本實施形態所屬之熱噴塗膜123耐蝕性之實驗結果的一例。在本實驗中，在矽酮片12p之上成膜出寬度20μm之熱噴塗膜123之後，將該矽酮片12p載置於圖1之電漿處理裝置1內的載置台3。在此狀態下，在電漿處理裝置1內產生O2 電漿。本實驗之結果，由於O2 電漿中主要的O2 自由基之作用，讓有熱噴塗膜123成膜部分以外之暴露於電漿下的矽酮12p耗損。另一方面，發現有熱噴塗膜123成膜部分(膜厚約14.5μm之部分)之矽酮12p無耗損。綜上，本實施形態所屬之熱噴塗膜123，覆蓋黏接層122暴露於電漿下的面，藉此可防止黏接層122因電漿之作用而耗損。
(圖案寬度)
接下來，參照圖7，說明本實施形態所屬之熱噴塗膜123圖案寬度之實驗結果的一例。在本實驗中，如圖7(a)所示，本實施形態所屬之電漿熱噴塗裝置150所噴出之熱噴塗材料，成液狀並穿過遮罩125，熱噴塗在遮罩125所形成之開縫(開口)的圖案。
遮罩125，形成有寬度50μm、150μm、250μm之圖案的開縫。本實施形態所屬之電漿熱噴塗的結果，如圖7(b)所示，發現矽酮片12p上成膜出寬度50μm、150μm、250μm之熱噴塗膜123。由以上可知，在本實施形態中，可穿過設有寬度數十μm～數百μm的細小開口之遮罩125，成膜出寬度50μm、150μm、250μm之熱噴塗膜123。
(黏接層之種類)
接下來，參照圖8，說明本實施形態所屬之黏接層122的種類。吾人確認了穿過開縫150μm之遮罩125將熱噴塗膜123成膜的情形，而黏接層122的種類為矽酮樹脂、丙烯樹脂、環氧樹脂中任一者的情形，亦可在各樹脂上成膜出因應開縫150μm的寬度之熱噴塗膜123。
(穿過遮罩之熱噴塗方法)
接下來，參照圖9，說明本實施形態所屬之穿過遮罩125之熱噴塗方法。本實施形態所屬之遮罩125，可使用聚醯亞胺等的矽酮樹脂、丙烯樹脂、環氧樹脂等的樹脂遮罩、樹脂纖維遮罩及金屬遮罩。
本實施形態所屬之遮罩125，如圖9(a)所示，設置成對應靜電吸盤10與基材12之間的黏接層122側面而開口。在圖9(a)中，遮罩125，未設置於黏接層122側面之全周圍，而是設置於黏接層122側面之一部分。本實施形態所屬之遮罩125，如圖9(b)所示，亦可設置於黏接層122側面之全周圍。此時，遮罩125，亦可設置成例如從載置300mm晶圓之靜電吸盤10頂面，覆蓋靜電吸盤10的頂面與側面，並對應黏接層122的側面而開口。
基材12及靜電吸盤10，置於轉盤160之上。作為熱噴塗方法，係讓轉盤160旋轉，同時將電漿熱噴塗裝置150所照射出之氧化鋁的熱噴塗材料，自遮罩125的開口往黏接層122的側面，以100μm～300μm或是100μm～1000μm的寬度熱噴塗。
遮罩125，如圖9(a)及圖9(b)所示，亦可為金屬遮罩或樹脂遮罩等物理性遮罩。金屬遮罩的情形，可複數次利用於電漿處理裝置用零件之熱噴塗。另一方面，樹脂遮罩的情形，僅可一次性利用於電漿處理裝置用零件之熱噴塗。
如圖9(a)所示，遮罩125設於靜電吸盤10周向的一部分的情形，讓轉盤160旋轉，遮罩125不旋轉，便可將熱噴塗膜123熱噴塗於黏接層122的側面。
另一方面，如圖9(b)所示，遮罩125對應靜電吸盤10的黏接層122而設於全周圍的情形，也可以讓遮罩125與轉盤160一起旋轉，也可以讓遮罩125不旋轉。因此，可將熱噴塗膜123熱噴塗於黏接層122的側面。
進而，如圖9(c)所示，遮罩125，亦可為對應黏接層122表面之全部而開口來進行塗布之塗布遮罩。塗布遮罩，在黏接層122側面之部分開口，來讓黏接劑122所暴露出之全周圍受塗布。
在塗布遮罩中，在黏接層122的側面設置開口，在其周圍的靜電吸盤10之側面塗布水溶性樹脂之塗布劑，在塗布後，由電漿熱噴塗裝置150進行電漿熱噴塗。因此，熱噴塗膜123，以覆蓋黏接層122的側面之方式成膜。熱噴塗後，將塗布劑藉由水等清洗處理加以除去。
以上，根據本實施形態所屬之熱噴塗方法，可用電漿耐性較高之材料來塗佈於黏接二個構件間的黏接劑之狹窄部。
以上，藉上述實施形態說明了電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法及電漿處理裝置用零件。可是，本發明所屬電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法及電漿處理裝置用零件並不限於上述實施形態，在本發明之範圍內可作各種變更及改良。上述複數實施形態所記載之事項，可在不衝突之範圍予以組合。
例如，在上述實施形態中，藉由電漿熱噴塗裝置150，以100μm～1000μm的寬度，對黏接載置台3的靜電吸盤10與基材12之黏接層暴露於電漿下之狹窄部進行熱噴塗。可是，載置台3僅為電漿處理裝置用零件之一例，本發明之熱噴塗方法，不僅是載置台3(下部電極)，亦可使用於其他電漿處理裝置用零件。
例如，本發明之熱噴塗方法，在將熱噴塗膜形成於黏接氣體噴頭20(上部電極)的本體部20a與頂板20b之黏接層側面之際，也可使用。作為利用本發明之熱噴塗方法來在樹脂層表面成膜之電漿處理裝置用零件，並不限於載置台、氣體噴頭，係用於電漿處理裝置之零件，可用於黏接二個構件的黏接層之一部分暴露於電漿下的零件。
本發明所屬之電漿處理裝置，可適用Capacitively Coupled Plasma(CCP，電容耦合電漿)、Inductively Coupled Plasma(ICP，感應耦合電漿)、Radial Line Slot Antenna(輻射線槽孔天線)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR，電子迴旋共振電漿)、Helicon Wave Plasma(HWP，螺旋波電漿)的任何類型。
在本說明書中，舉例說明了半導體晶圓W來作為基板之一例。可是，基板，並不限於此，亦可為用於LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)、FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)之各種基板、或光罩、CD基板、印刷電路板等。
1‧‧‧電漿處理裝置
2‧‧‧處理容器(腔室)
3‧‧‧載置台
7‧‧‧供給管
8‧‧‧噴嘴
9‧‧‧電漿熱噴塗裝置
10‧‧‧靜電吸盤
10a‧‧‧電極層
10b‧‧‧介電層
11‧‧‧對焦環
12‧‧‧基材
12a‧‧‧冷媒流路
12b‧‧‧冷媒入口配管
12c‧‧‧冷媒出口配管
12p‧‧‧矽酮片
16‧‧‧熱傳氣體供給管線
17‧‧‧閘閥
18‧‧‧排氣口
20‧‧‧氣體噴頭
20a‧‧‧本體部
20b‧‧‧頂板
21‧‧‧絕緣性構件
22‧‧‧氣體導入口
23‧‧‧氣體供給源
24a‧‧‧氣體擴散室
24b‧‧‧氣體擴散室
25‧‧‧氣體供給孔
26‧‧‧可變直流電源
30‧‧‧直流電源
31‧‧‧開關
32‧‧‧第1高頻電源
33‧‧‧第1匹配器
34‧‧‧第2高頻電源
35‧‧‧第2匹配器
36‧‧‧急冷器
37‧‧‧熱傳氣體供給源
38‧‧‧排氣裝置
40‧‧‧氣體供給部
41‧‧‧氣體供給源
42、43、45‧‧‧管體
46‧‧‧閥體
47‧‧‧直流電源
50‧‧‧供給部
51‧‧‧噴嘴
51a‧‧‧流路
51b‧‧‧開口
51c‧‧‧前方部分
52‧‧‧本體部
52a‧‧‧貫穿口
52b‧‧‧凹部
52c‧‧‧金屬板
52d‧‧‧伸出部
60‧‧‧進給器
61‧‧‧容器
62‧‧‧致動器
65‧‧‧電漿產生部
70‧‧‧急冷器單元
71‧‧‧冷媒管
72‧‧‧冷媒流路
73‧‧‧冷媒管
74、75‧‧‧閥體
80‧‧‧平台
81‧‧‧底部
82‧‧‧窗體
83‧‧‧回收廢棄機構
84‧‧‧排氣管
85‧‧‧閥體
86、87‧‧‧閘閥
88‧‧‧乾燥室
89‧‧‧排氣裝置
100‧‧‧控制裝置
101‧‧‧控制部
105‧‧‧CPU
110‧‧‧ROM
115‧‧‧RAM
121‧‧‧熱噴塗陶瓷
122‧‧‧黏接層
123、124‧‧‧熱噴塗膜
125‧‧‧遮罩
150‧‧‧電漿溶射裝置
C‧‧‧腔室
P‧‧‧電漿噴流
R1‧‧‧氧化鋁粉末
R2‧‧‧熱噴塗用粉末
U‧‧‧電漿產生空間
W‧‧‧晶圓
圖1係一實施形態所屬電漿處理裝置之一例圖。
圖2(a)、(b)係一實施形態所屬靜電吸盤的構成之一例圖。
圖3係一實施形態所屬電漿熱噴塗裝置的整體構成之一例圖。
圖4(a)、(b)係一實施形態所屬電漿噴流與比較例之比較圖。
圖5(a)、(b)係一實施形態所屬熱噴塗膜的膜質及密接性的實驗結果之一例圖。
圖6係一實施形態所屬熱噴塗膜的耐蝕性的實驗結果之一例圖。
圖7(a)、(b)係一實施形態所屬熱噴塗膜的圖案寬度的實驗結果之一例圖。
圖8係一實施形態所屬黏接劑的種類的實驗結果之一例圖。
圖9(a)、(b)、(c)係一實施形態所屬穿過遮罩的熱噴塗方法之說明圖。

Claims (8)

  1. 一種電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法，包含： 噴射步驟，將具有15μm以下粒徑之熱噴塗材料的粉末，與電漿產生氣體一起從噴嘴的前端部朝向與該噴嘴為共同軸心之電漿產生部進行噴射； 電漿產生步驟，在該電漿產生部藉由50kW以下的電力自該電漿產生氣體產生電漿； 熱噴塗步驟，藉由該電漿讓噴射出之該熱噴塗材料的粉末成液狀，並穿過遮罩來覆蓋樹脂層的表面。
  2. 如申請專利範圍第1項的電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法，其中， 該熱噴塗步驟，係將該液狀的熱噴塗材料以100μm～1000μm的寬度成膜。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法，其中， 該熱噴塗步驟，係將該液狀的熱噴塗材料以5μm～20μm的厚度成膜。
  4. 如申請專利範圍第1或2項的電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法，其中， 該遮罩，係配置成對應於樹脂層表面的一部分或是全部而開口之物理性遮罩、或是對應於樹脂層表面的全部而開口來進行塗布之塗布遮罩。
  5. 如申請專利範圍第1或2項的電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法，其中， 該熱噴塗材料，為包含金屬氧化物或是金屬氮化物之金屬無機材料。
  6. 如申請專利範圍第5項的電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法，其中， 該熱噴塗材料，為氧化鋁(Al2 O3 )或是氧化釔(Y2 O3 )。
  7. 如申請專利範圍第1或2項的電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法，其中， 該電漿處理裝置用零件，為靜電吸盤或是上部電極。
  8. 一種電漿處理裝置用零件， 使用如申請專利範圍第1至7項中任1項的電漿處理裝置用零件之熱噴塗方法，以100μm～1000μm的寬度將液狀的熱噴塗材料熱噴塗於電漿處理裝置用零件所設之樹脂層表面。
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