JPWO2020179539A1 - ステージ、およびステージの作製方法 - Google Patents

ステージ、およびステージの作製方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2020179539A1
JPWO2020179539A1 JP2021503982A JP2021503982A JPWO2020179539A1 JP WO2020179539 A1 JPWO2020179539 A1 JP WO2020179539A1 JP 2021503982 A JP2021503982 A JP 2021503982A JP 2021503982 A JP2021503982 A JP 2021503982A JP WO2020179539 A1 JPWO2020179539 A1 JP WO2020179539A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stage
insulating film
insulator
spraying
thermal spraying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021503982A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7422130B2 (ja
Inventor
年彦 花待
修平 諸田
優 瀧本
良仁 荒木
響 横山
理啓 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NHK Spring Co Ltd
Original Assignee
NHK Spring Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NHK Spring Co Ltd filed Critical NHK Spring Co Ltd
Publication of JPWO2020179539A1 publication Critical patent/JPWO2020179539A1/ja
Priority to JP2023186800A priority Critical patent/JP2024012449A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7422130B2 publication Critical patent/JP7422130B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • C23C4/11—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/134—Plasma spraying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

ステージであって、第１の面および第１の面に隣接する第２の面を有する基材と、扁平面を有する複数の粒子を含み、扁平面の一部が第１の面および第２の面に沿って設けられる絶縁膜と、を含み、前記基材は第１の面と１８０度反対の方向の第３の面を含み、絶縁膜は扁平面の一部が第３の面に沿って設けられ、第１の面を延長した面と第２の面を延長した面とは９０度で交わるように設けられる。前記基材は、前記第１の面と１８０度反対の方向の第３の面を含み、前記絶縁膜は、前記扁平面の一部が前記第３の面に沿って設けられてもよい。

Description

本発明の実施形態は、ステージ、およびステージの作製方法に関し、例えば、基板を載置するためのステージ、およびステージの作製方法に関する。
半導体デバイスはほぼ全ての電子機器に搭載されており、電子機器の機能に対して重要な役割を担っている。半導体デバイスはシリコンなどが有する半導体特性を利用したデバイスである。半導体デバイスは、半導体膜、絶縁膜、および導電膜を基板上に積層し、これらの膜がパターニングされることによって構成される。これらの膜は、蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、または基板の化学反応などを利用して積層され、フォトリソグラフィープロセスによってこれらの膜がパターニングされる。フォトリソグラフィープロセスは、パターニングに供されるこれらの膜の上へのレジストの形成、レジストの露光、現像によるレジストマスクの形成、エッチングによるこれらの膜の部分的除去、およびレジストマスクの除去を含む。
上述した膜の特性は、膜を形成する条件、またはパターニングの条件によって大きく左右される。前記条件の一つが基板を設置するための載置台（以下、ステージと記す）に印加する電圧である。近年の半導体デバイスの微細化に伴い、加工する穴の径と加工する膜の厚さの比が大きくなっているため、例えば、エッチング装置に含まれるステージに印加する電圧が増加している。ステージに印加する電圧が増加することに伴い、ステージに含まれる部材の耐電圧の向上が求められる。ステージに含まれる部材は、例えば、冷却板、静電チャックなどである。特許文献１および特許文献２には、溶射法の一つであるセラミック溶射により絶縁膜を表面に形成され、耐電圧を向上させたステージが開示されている。
特許第６０２７４０７号公報 登録実用新案第２６００５５８号公報
従来の溶射法においては、溶射される面毎に溶射方向を変えているため、面と面との境界（以下、つなぎ、角部と記すこともある）に間隙または空隙が生じていた。そして、間隙または空隙によって、溶射された絶縁膜の耐電圧が低下していた。したがって、ステージにおいて、溶射法によって溶射された絶縁膜中の間隙または空隙を減らすことによって、溶射するステージに含まれる部材の耐電圧（以下、絶縁破壊電圧と記すこともある）を向上させることが課題となる。
本発明の実施形態の課題の一つは、より耐電圧が高いステージおよびステージの作製方法を提供することである。
本発明の実施形態の一つは、ステージであって、第１の面および第１の面に隣接する第２の面を有する基材と、扁平面を有する複数の粒子から構成され、扁平面の一部が第１の面および第２の面に沿って設けられる絶縁膜と、を含む。
別の態様において、基材は、第１の面と１８０度反対の方向の第３の面を含み、絶縁膜は、扁平面の一部が第３の面に沿って設けられてもよい。
別の態様において、第１の面を延長した面と、第２の面を延長した面とは、９０度で交わるように設けられてもよい。
別の態様において、絶縁膜の所定の面積に対する空隙の面積の比率は５％以下であってもよい。
別の態様において、基材は液体を流す流路を有してもよい。
別の態様において、絶縁膜上に静電チャックを配置することを含んでもよい。
本発明の実施形態の一つは、ステージの作製方法であって、基材の第１の面に対して平行な方向に移動しながら第１の面に垂直な方向から第１の面に絶縁体を溶射し、第１の面に隣接する基材の第２の面に対して平行な方向に移動しながら、第２の面に垂直な方向から第２の面に絶縁体を溶射することを含む。
別の態様において、第１の面と１８０度反対の方向の基材の第３の面に対して平行な方向に移動しながら第３の面に垂直な方向から第３の面に絶縁体を溶射することを含んでもよい。
別の態様において、第１の面を延長した面と、第２の面を延長した面とは、９０度で交わるように形成してもよい。
別の態様において、第１の面に絶縁体を溶射することと、第２の面に絶縁体を溶射することとを、連続的に行うことを含んでもよい。
別の態様において、第１の面に絶縁体を溶射することと、第２の面に絶縁体を溶射することとを、交互に繰り返すことを含んでもよい。
別の態様において、第３の面に絶縁体を溶射することと、第２の面に絶縁体を溶射することと、第１の面に絶縁体を溶射することとを、連続的に行うことを含んでもよい。
別の態様において、絶縁体に含まれる一部の粒子の扁平面を第１の面および第２の面に沿うように溶射することを含んでもよい。
別の態様において、絶縁体に含まれる一部の粒子の扁平面を第３の面に沿うように溶射することを含んでもよい。
本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す斜視図および断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す斜視図および断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す斜視図および断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの作製方法を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るステージの作製方法を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るステージの作製方法を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るステージの作製方法を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るステージの作製方法を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るステージの作製方法を示す斜視図である。 従来のステージの角部の一部を説明するための断面図である。 従来のステージの角部の一部を説明するための断面図である。 従来のステージの角部の一部を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの角部の一部を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの角部の一部を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの角部の一部を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの角部の一部を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの角部の一部を電子顕微鏡によって撮像した画像の一例である。 本発明の一実施形態に係るステージの作製方法を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るステージの作製方法を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るステージの作製方法を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るステージを備える膜加工装置の断面模式図。 本発明の一実施形態に係るステージの角部の一部を電子顕微鏡によって撮像した画像の一例である。 本発明の一実施形態に係るステージの角部の一部を電子顕微鏡によって撮像した画像の一例である。 本発明の一実施形態に係るステージの絶縁破壊電圧を示す図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す斜視図および断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す斜視図および断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す斜視図および断面図である。
以下、本出願で開示される発明の各実施形態について、図面を参照し説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
本発明において、ある一つの膜を加工して複数の膜を形成した場合、これら複数の膜は異なる機能、役割を有することがある。しかしながら、これら複数の膜は同一の工程で同一層として形成された膜に由来し、同一の層構造、同一の材料を有する。したがって、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。
本明細書および図面において、一つの構成のうちの複数の部分をそれぞれ区別して表記する際には、同一の符号を用い、さらにハイフンと自然数を用いる。
１．第１実施形態
本実施形態では、本発明の一実施形態に係るステージ１２２に関して説明する。
１−１．ステージの構成
図１にステージ１２２の断面図を示す。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、ステージ１２２は支持プレート１４０および第１の絶縁膜１４１を有する。
支持プレート１４０は、少なくとも、第１の面４４０、第１の面４４０に隣接する第２の面４４２、および第３の面４４４を有する。また、支持プレート１４０は、第１の基材１６０および第２の基材１６２を有する。第１の基材１６０は、第１の面４４０および第２の面４４２を有し、第２の基材１６２は第３の面４４４を有する。第１の絶縁膜１４１が溶射法によって第１の基材１６０および第２の基材１６２に設けられている。すなわち、第１の絶縁膜１４１は、第１の面４４０、第２の面４４２、および第３の面４４４に設けられている。第２の面４４２は、第２の面４４２−１、第２の面４４２−２、第２の面４４２−３、および第２の面４４２−４の全ての面を含んでもよいし、一部を含んでもよい。本発明の一実施形態において、第１の絶縁膜１４１は、第３の面４４４の全てに設けられる例を示すが、第１の絶縁膜１４１は、第３の面４４４の一部に設けられてもよい。
ここで、第１の面４４０を延長した面と第２の面４４２−１を延長した面とは、９０度またはおおよそ９０度で交わるように形成される。第２の面４４２−１を延長した面と第２の面４４２−２を延長した面とは、９０度またはおおよそ９０度で交わるように形成される。第２の面４４２−２を延長した面と第２の面４４２−３を延長した面とは、９０度またはおおよそ９０度で交わるように形成される。第２の面４４２−３を延長した面と第２の面４４２−４を延長した面とは、９０度またはおおよそ９０度で交わるように形成される。第２の面４４２−４を延長した面と第３の面４４４を延長した面とは、９０度またはおおよそ９０度で交わるように形成される。また、第１の面４４０と第３の面４４４とは、１８０度またはおおよそ１８０度反対の方向に設けられている。
第１の基材１６０および第２の基材１６２の主な材料は金属またはセラミックスであり、例えば、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ステンレス、またはそれらを含む酸化物などを用いることができる。支持プレート１４０には、底面に温度センサーを設置するための開口１４２が設けられてもよい。温度センサーには熱電対などを利用することができる。なお、本発明の一実施形態において、第１の絶縁膜１４１は、開口１４２の内壁に設けられる例を示すが、第１の絶縁膜１４１は、開口１４２の内壁の一部に設けられてもよい。
ステージ１２２の支持プレート１４０内部に、基板の温度を制御するための媒体を環流するための溝（流路）１４６を設けてもよい。媒体としては、水、イソプロパノールやエチレングリコールなどのアルコール、シリコーンオイルなどの液体の媒体を用いることができる。第１の基材１６０と第２の基材１６２の一方、あるいは両方に溝１４６が形成され、その後、第１の基材１６０と第２の基材１６２がろう付けなどによって接合される。媒体はステージ１２２を冷却する場合、加熱する場合のいずれの場合に用いてもよい。
後述する図９に図示する温度コントローラ２２８によって温度が制御された媒体を溝１４６に流すことで、支持プレート１４０の温度を制御することができる。
第１の絶縁膜１４１は、所望の耐電圧を満たし、溶射法によって溶射が可能な材料であれば公知の材料を用いることができる。例えば、第１の絶縁膜１４１に用いられる材料は、アルカリ土類金属、希土類金属、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）およびケイ素（Ｓｉ）の１種類以上の酸化物が用いられる。具体的には、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等が挙げられる。
第１の絶縁膜１４１に用いられる材料は、無機絶縁体を含んでもよい。無機絶縁体は、具体的には、酸化アルミニウム、酸化物チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、またはこれらの複合酸化物が挙げられる。
本明細書等において用いられる溶射法としては、例えば、ローカロイド溶射法やプラズマ溶射法、あるいはこれらを組み合わせた溶射法でもよい。
任意の構成として、ステージ１２２は支持プレート１４０を貫通する貫通孔１４４を一つ、あるいは複数有してもよい。貫通孔１４４にヘリウムなどの熱伝導率の高いガスを流すよう、後述する図９に図示するチャンバー２０２にヘリウム導入管を設けてもよい。これにより、ガスがステージ１２２と基板の隙間を流れ、ステージ１２２の熱エネルギーを効率よく基板へ伝えることができる。なお、本発明の一実施形態において、第１の絶縁膜１４１は、貫通孔１４４の内壁に設けられる例を示すが、第１の絶縁膜１４１は、貫通孔１４４の内壁の一部に設けられてもよい。
図１Ｃに図示するように、ステージ１２２にはさらに、基板をステージ１２２上に固定するための機構として静電チャック１７０を有してもよい。静電チャック１７０は、例えば静電チャック電極１７２を絶縁性の膜１７４で覆った構造を有することができる。静電チャック電極１７２に高電圧（数百Ｖから数千Ｖ）を印加することで、静電チャック電極１７２に生じる電荷、および基板裏面に発生し、静電チャック電極１７２に生じる電荷とは逆の極性の電荷とのクーロン力により、基板を固定することができる。絶縁体としては、酸化アルミニウムや窒化アルミニウム、窒化ホウ素などのセラミックを用いることができる。なお、絶縁性の膜１７４は完全に絶縁性である必要はなく、ある程度の導電性（例えば１０9Ω・ｃｍから１０12Ω・ｃｍオーダーの抵抗率）を有してもよい。この場合、膜１７４は上述したセラミックに酸化チタンや、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウムなどの金属酸化物がドープされる。静電チャック１７０の周辺には、基板の位置を決定するためのリブ１７６が設けられていてもよい。
１−２．ステージの作製
図２および図３はステージ１２２の第１の作製方法を示す断面図である。図１Ａ、図１Ｂ、または図１Ｃと同一、または類似する構成については説明を省略することがある。
図２および図３を用いて、ステージ１２２の第１の作製方法を説明する。はじめに、図２Ａに示すように、支持プレート１４０を準備する。
次に、図２Ｂに示すように、溶射装置に含まれる溶射機５００を支持プレート１４０の第１の面４４０に対して平行な方向に移動しながら、第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上の少なくとも一部に形成する。このとき、溶射機５００は、支持プレート１４０の端から支持プレート１４０の第１の面４４０の略中心に向かうことと、支持プレート１４０の略中心から支持プレート１４０の端に向かうこととを繰り返し、ジグザグに動きながら第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上の少なくとも一部に形成してもよい。溶射装置に含まれる溶射機５００によって、第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に形成することは、溶射法によって第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に形成することと言い換えてもよい。このとき、溶射機５００によって、溶射される粒子が第１の面４４０に吹き付けられる方向を溶射方向とした場合、前記溶射方向と第１の面４４０とは略垂直または垂直であってもよい。また、溶射機５００の第１の面４４０に対する平行な方向への移動は、一方向であってもよいし、図２Ｂに示すように、一方向と１８０度反対の方向との両方の方向であってもよい。一方向と１８０度反対の方向との両方の方向に移動しながら、第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に形成することによって、第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に均一に形成することができる。
次に、図２Ｃに示すように、溶射機５００を第２の面４４２に対して平行な方向に移動しながら、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上の少なくとも一部に形成する。このとき、溶射機５００は、第２の面４４２の一方の端（例えば、第１の面４４０側）から第２の面４４２の他方の端（例えば、第３の面４４４側）に向かうことと、第２の面４４２の他方の端から第２の面４４２の一方の端に向かうこととを繰り返し、ジグザグに動きながら第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上の少なくとも一部に形成してもよい。溶射装置に含まれる溶射機５００によって、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に形成することは、溶射法によって第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に形成することと言い換えてもよい。このとき、溶射機５００によって、溶射される粒子が第２の面４４２に吹き付けられる方向を溶射方向とした場合、前記溶射方向と第２の面４４２とは略垂直または垂直であってもよい。また、溶射機５００の第２の面４４２に対する平行な方向への移動は、一方向であってもよいし、図２Ｃに示すように、一方向と１８０度反対の方向との両方の方向であってもよい。一方向と１８０度反対の方向との両方の方向に移動しながら、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に形成することによって、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に均一に形成することができる。
次に、図２Ｂで説明した方法と同様に、図３Ａに示すように、再度、第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に形成する。続けて、図２Ｃで説明した方法と同様に、図３Ｂに示すように、再度、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に形成する。
以上説明したように、第１の絶縁膜１４１を各面に形成することによって、図３Ｃに示すように、支持プレート１４０に第１の絶縁膜１４１を設けることができる。さらに、例えば、図１Ｃに示すように、支持プレート１４０と静電チャック１７０とを接合することによって、ステージ１２２を作製することができる。支持プレート１４０と静電チャック１７０との接合は、例えば、溶接やねじ止め、または、ろう付けによって行うことができる。ろう付けにおいて用いられるろうとしては、銀、銅、および亜鉛を含む合金、銅と亜鉛を含む合金、リンを微量含む銅、アルミニウムやその合金、チタン、銅、およびニッケルを含む合金、チタン、ジルコニウム、および銅を含む合金、チタン、ジルコニウム、銅、およびニッケルを含む合金などが挙げられる。
以上、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃおよび図１Ａを用いて説明したように、第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に形成することと、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に形成することとを交互に繰り返すことによって、第１の絶縁膜１４１を、支持プレート１４０の第１の面４４０および第２の面４４２に均一に形成することができる。また、第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に形成することと、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に形成することとを交互に繰り返すことによって、第１の面４４０と第２の面４４２との角部に間隙または空隙が生じることを抑制することができる。なお、第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に形成することと、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に形成することとを交互に繰り返すことによって、第１の面４４０上に形成される第１の絶縁膜１４１と、第２の面４４２上に形成される第１の絶縁膜１４１とが重なってもよい。第１の面４４０上に形成される第１の絶縁膜１４１と、第２の面４４２上に形成される第１の絶縁膜１４１とが重なることによって、第１の面４４０と第２の面４４２との角部に間隙または空隙が生じることを抑制することができる。
例えば、溶射装置に含まれる溶射機５００を第１の面４４０に対して平行な方向に１ｍｍ移動しながら、第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上の少なくとも一部に形成することと、溶射装置に含まれる溶射機５００を第２の面４４２に対して平行な方向に１ｍｍ移動しながら、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上の少なくとも一部に形成することとを繰り返すことによって、第１の絶縁膜１４１を概形３０ｃｍの円状の支持プレート１４０に均一に形成してもよい。
任意の形成方法として、溶射機５００を第３の面４４４に対して平行な方向に移動しながら、第１の絶縁膜１４１を第３の面４４４上の少なくとも一部に形成してもよい。また、溶射機５００は、支持プレート１４０の端から支持プレート１４０の第３の面４４４の略中心に向かうことと、支持プレート１４０の略中心から支持プレート１４０の端に向かうこととを繰り返し、ジグザグに動きながら第１の絶縁膜１４１を第３の面４４４上の少なくとも一部に形成してもよい。このとき、第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上の少なくとも一部に形成することと、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上の少なくとも一部に形成することと、第１の絶縁膜１４１を第３の面４４４上の少なくとも一部に形成することとを繰り返して、第１の絶縁膜１４１を、支持プレート１４０の第１の面４４０、第２の面４４２および第３の面４４４に均一に形成してもよい。
１−３．従来のステージが有する支持プレートの角部と本発明の一実施形態に係るステージ１２２が有する支持プレート１４０の角部との比較
図４は従来のステージが有する支持プレートの角部の一部を説明するための断面図である。図５および図６は、本発明の一実施形態に係るステージ１２２が有する支持プレート１４０の角部の一部を示す断面図である。図７は、本発明の一実施形態に係るステージ１２２が有する支持プレート１４０の角部の一部を電子顕微鏡によって撮像した画像の一例である。図１から図３と同一、または類似する構成については説明を省略することがある。また、以降の説明においては、図１Ｂに示された構成を有するステージ１２２を例に説明される。
図４Ａにおいては、第１の面４４０と第２の面４４２−１との角部はＣ面取りした形状を有する例を示す。図４Ｂにおいては、第２の面４４２−２と第２の面４４２−３との角部は曲率を有する例を示す。図４Ｃにおいては、第２の面４４２−４と第３の面４４４との角部は曲率を有する例を示す。従来、第１の面４４０と第２の面４４２−１との角部に形成された第１の絶縁膜１４１、第２の面４４２−２と第２の面４４２−３との角部に形成された第１の絶縁膜１４１、および、第２の面４４２−４と第３の面４４４との角部に形成された第１の絶縁膜１４１は、大きな間隙または空隙４４６を含んでいた。なお、第１の面４４０と第２の面４４２−１との角部は曲率を有してもよく、第２の面４４２−２と第２の面４４２−３との角部はＣ面取りした形状を有してもよく、第２の面４４２−４と第３の面４４４との角部はＣ面取りした形状を有してもよい。
一方、図５Ｂには、本発明の一実施形態に係るステージ１２２が有する支持プレート１４０の第１の面４４０と第２の面４４２−１との角部はＣ面取りした形状を有する例を示す。図５Ｂに示すように、第１の面４４０と第２の面４４２−１との角部に形成された第１の絶縁膜１４１は、大きな間隙または空隙４４６を含まず、均一な膜を有する。
図５Ａに示すように、本発明の一実施形態に係るステージ１２２が有する支持プレート１４０においては、溶射法により形成された第１の絶縁膜１４１は第１の面４４０において扁平な形状を有する複数の粒子４５０から構成される。複数の粒子４５０の少なくとも一部の粒子４５０の扁平面４５２は、第１の面４４０に平行または略平行な面に沿うように溶射法によって形成される。溶射機５００によって溶射される粒子が、粒子４５０である。また、扁平面４５２に垂直または略垂直な方向４５４と第１の面４４０に垂直または略垂直な方向とは、平行または略平行であって、溶射機５００によって溶射される粒子４５０が第１の面４４０に吹き付けられる溶射方向とも平行または略平行である。
第１の面４４０と同様に、第２の面４４２−１においても、溶射法により形成された第１の絶縁膜１４１は扁平な形状を有する複数の粒子４５０から構成され、複数の粒子４５０の少なくとも一部の粒子４５０の扁平面４６２は、第２の面４４２−１に平行または略平行な面に沿うように溶射法によって形成される。また、溶射機５００によって溶射される粒子が、粒子４５０である。さらに、扁平面４６２に垂直または略垂直な方向４６４と第２の面４４２−１に垂直または略垂直な方向とは、平行または略平行であって、溶射機５００によって溶射される粒子４５０が第２の面４４２−１に吹き付けられる溶射方向とも平行または略平行である。
第１の面４４０および第２の面４４２−１と同様に、角部の面４４３においても、溶射法により形成された第１の絶縁膜１４１は扁平な形状を有する複数の粒子４５０から構成され、複数の粒子４５０の少なくとも一部の粒子４５０の扁平面４７２は、角部の面４４３に平行または略平行な面に沿うように溶射法によって形成される。また、溶射機５００によって溶射される粒子が、粒子４５０である。さらに、扁平面４７２に垂直または略垂直な方向４７４と角部の面４４３に垂直または略垂直な方向とは、平行または略平行であって、溶射機５００によって溶射される粒子４５０が角部の面４４３に吹き付けられる溶射方向とも平行または略平行である。
図６Ｂには、本発明の一実施形態に係るステージ１２２が有する支持プレート１４０の第２の面４４２−４と第３の面４４４との角部は曲率を有する例を示す。図６Ｂに示すように、第２の面４４２−４と第３の面４４４と角部に形成された第１の絶縁膜１４１は、大きな間隙または空隙４４６を含まず、均一な膜を有する。
図６Ａに示すように、本発明の一実施形態に係るステージ１２２が有する支持プレート１４０においては、第１の面４４０と１８０度反対の方向に設けられている第３の面４４４において、溶射法により形成された第１の絶縁膜１４１は扁平な形状を有する複数の粒子４５０から構成される。複数の粒子４５０の少なくとも一部の粒子４５０の扁平面４８２は、第３の面４４４に平行または略平行に沿うように溶射法によって形成される。溶射機５００によって溶射される粒子が、粒子４５０である。また、扁平面４８２に垂直または略垂直な方向４８４と第３の面４４４に垂直または略垂直な方向とは、平行または略平行であって、溶射機５００によって溶射される粒子４５０が第３の面４４４に吹き付けられる溶射方向とも平行または略平行である。
第３の面４４４と同様に、第２の面４４２−４においても、溶射法により形成された第１の絶縁膜１４１は扁平な形状を有する複数の粒子４５０から構成される。なお、第２の面４４２−４に形成される複数の粒子４５０の構成は、図５Ａに示された第２の面４４２−１に形成される複数の粒子４５０の構成と同様であるから、ここでの説明は省略する。
第３の面４４４および第２の面４４２−４と同様に、第３の面４４４と第２の面４４２−４との角部を構成する各点に対する接平面の一つを面４９１とすると、面４９１においても、溶射法により形成された第１の絶縁膜１４１は扁平な形状を有する複数の粒子４５０から構成され、複数の粒子４５０の少なくとも一部の粒子４５０の扁平面４９２は、面４９１に平行または略平行な面に沿うように溶射法によって形成される。また、溶射機５００によって溶射される粒子が、粒子４５０である。さらに、扁平面４９２に垂直または略垂直な方向４９４と面４９１に垂直または略垂直な方向とは、平行または略平行であって、溶射機５００によって溶射される粒子４５０が角部の面４９１に吹き付けられる溶射方向とも平行または略平行である。
図７には、複数の粒子４５０によって形成された曲面４９１Ｓと曲面４９２Ｓとがおおよそのガイドラインで示されている。曲面４９１Ｓと曲面４９２Ｓ図７に示すように、曲面４９１Ｓと曲面４９２Ｓとはそれぞれの曲面を構成する各点における接平面は平行または略平行であることがわかる。すなわち、扁平面４９２に垂直または略垂直な方向４９４と、曲面４９１Ｓと曲面４９２Ｓとはそれぞれの曲面を構成する各点における接平面に垂直または略垂直な方向とは、平行または略平行であって、溶射機５００によって溶射される粒子４５０が角部に吹き付けられる溶射方向とも平行または略平行である。なお、図７に図示した本発明の一実施形態に係るステージにおいては、第１の絶縁膜１４１の材料酸化アルミニウムを用い、粒子のサイズは２５μｍ程度である例を示した。
本発明の一実施形態に係るステージ１２２においては、支持プレート１４０の第１の面４４０に対して、溶射機５００を平行な方向に移動しながら第１の面４４０に垂直な方向から第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０に溶射法によって形成すること、および、第１の面４４０に隣接する第２の面４４２に対して、溶射機５００を平行な方向に移動しながら第２の面４４２に垂直な方向から第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２に溶射法によって形成することを、交互に繰り返すことによって、第１の絶縁膜１４１を構成する少なくとも一部の粒子４５０の扁平面を第１の面４４０と第２の面４４２に平行または略平行に沿うように形成することができる。
また、第１の面４４０上に形成される第１の絶縁膜１４１と、第２の面４４２上に形成される第１の絶縁膜１４１とが重なるように形成される。その結果、第１の面４４０、第２の面４４２、および第１の面４４０と第２の面４４２との角部に形成される第１の絶縁膜１４１は、間隙または空隙をほぼ含まない均一な膜となる。よって、第１の絶縁膜１４１が支持プレート１４０に緻密に形成されるため、支持プレート１４０の絶縁破壊電圧が向上する。したがって、ステージおよびステージの作製方法において、本発明が適用されることによって、耐電圧が高いステージおよびステージの作製方法を提供することができる。
２．第２実施形態
本実施形態では、本発明の一実施形態に係るステージ１２２の第２の作製方法に関して説明する。第１実施形態と同一、または類似する構成については説明を省略することがある。
図８に、本発明の一実施形態に係るステージ１２２の第２の作製方法を示す。ステージ１２２の第２の作製方法は、第１実施形態において示したステージ１２２の第１の作製方法と比較して、第３の面４４４における第１の絶縁膜１４１の形成と、第２の面４４２における第１の絶縁膜１４１の形成と、第１の面４４０における第１の絶縁膜１４１との形成とを、溶射機５００を連続的であって、かつ、一方向に移動させながら行う点が異なる。以下のステージ１２２の第２の作製方法の説明においては、主に、第１の作製方法と異なる点について説明される。
はじめに、支持プレート１４０を準備することは、第１実施形態で示した図２Ａと同様であるから、ここでの説明は省略する。
次に、図８Ａに示すように、支持プレート１４０の第１の面４４０の略中心に略垂直な軸に対して支持プレート１４０を回転させ、溶射装置に含まれる溶射機５００を第３の面４４４に対して平行な方向に移動しながら、第１の絶縁膜１４１を第３の面４４４上の少なくとも一部に形成する。
次に、図８Ｂに示すように、溶射機５００によって第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に形成することは、溶射機５００を第３の面４４４に対して平行な方向から第２の面４４２に対して平行な方向へ、連続的であって、かつ、一方向に移動させながら行われる。溶射機５００によって第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に形成することは、第１実施形態において示したステージ１２２の第１の作製方法と同様の方法を用いることができる。溶射機５００の移動が、連続的であって、かつ、一方向であって、第１の絶縁膜１４１を第３の面４４４上から第２の面４４２上に形成することによって、第１の絶縁膜１４１を第３の面４４４上および第２の面４４２上に均一に形成することができる。
次に、図８Ｃに示すように、溶射機５００によって第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に形成することは、溶射機５００を第２の面４４２に対して平行な方向から第１の面４４０に対して平行な方向へ、連続的であって、かつ、一方向に移動させながら行われる。溶射機５００によって第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に形成することは、第１実施形態において示したステージ１２２の第１の作製方法と同様の方法を用いることができる。溶射機５００の移動が、連続的であって、かつ、一方向であって、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上から第１の面４４０上に形成することによって、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上および第１の面４４０上に均一に形成することができる。
以上説明したように、第１の絶縁膜１４１を各面に形成することによって、支持プレート１４０に第１の絶縁膜１４１を設けることができる。さらに、支持プレート１４０と静電チャック１７０とを接合することは、第１実施形態で示した図１Ａと同様であるから、ここでの説明は省略する。以上説明したように、第２の作製方法において、ステージ１２２を作製することができる。
以上、図２Ａ、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃおよび図１Ａを用いて説明したように、第１の絶縁膜１４１を第３の面４４４上に形成することと、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に形成することと、第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に形成することとを、連続的に、かつ、一方向に移動させながら行うことによって、第１の絶縁膜１４１を、支持プレート１４０の第３の面４４４、第２の面４４２、および第１の面４４０により均一に形成することができる。また、第３の面４４４と第２の面４４２との角部、第２の面４４２と第１の面４４０との角部に間隙または空隙が生じることをさらに抑制することができる。その結果、第３の面４４４、第３の面４４４と第２の面４４２との角部、第２の面４４２、第２の面４４２と第１の面４４０との角部、および第１の面４４０に形成される第１の絶縁膜１４１は、間隙または空隙をほぼ含まない均一な膜となる。よって、第１の絶縁膜１４１が支持プレート１４０に緻密に形成されるため、支持プレート１４０の絶縁破壊電圧がさらに向上する。したがって、ステージおよびステージの作製方法において、本発明が適用されることによって、より耐電圧が高いステージおよびステージの作製方法を提供することができる。
本実施形態に係るステージの作製方法は、上述した作製方法に限定されない。
本実施形態に係るステージの作製方法は、例えば、第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に形成することと、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に形成することと、第１の絶縁膜１４１を第３の面４４４上に形成することとを、連続的に、かつ、一方向に移動させながら行う作製方法であってもよい。第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に形成することと、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に形成することと、第１の絶縁膜１４１を第３の面４４４上に形成することとを、連続的に、かつ、一方向に移動させながら行う作製方法は、上述した作製方法と同様に、第１の絶縁膜１４１が支持プレート１４０に緻密に形成されるため、支持プレート１４０の絶縁破壊電圧がさらに向上する。
また、本実施形態に係るステージの作製方法においては、例えば、第１の絶縁膜１４１を第３の面４４４上に形成することを第１の溶射とし、第１の絶縁膜１４１を第２の面４４２上に形成し第１の絶縁膜１４１を第１の面４４０上に形成することを連続的に行うことを第２の溶射としてもよい。さらに、本実施形態に係るステージの作製方法においては、第１の溶射と第２の溶射とを交互に行ってもよく、第１の溶射と第２の溶射とを交互に繰り返し行ってもよく、第２の溶射と第１の溶射とを交互に行ってもよく、第２の溶射と第１の溶射とを交互に繰り返し行ってもよい。第１の溶射と第２の溶射とを交互に繰り返し行うことで、ステージの絶縁膜の厚さのばらつきがさらに抑制される。その結果、絶縁膜がさらに均一に成膜されたステージを提供することができる。
また、本実施形態に係るステージの作製方法においては、第１の溶射と第２の溶射とを交互に行ったのち、第１の溶射と第２の溶射とを連続的に行ってもよく、第１の溶射と第２の溶射とを交互に繰り返し行ったのち、第１の溶射と第２の溶射とを連続的に繰り返し行ってもよい。第２の溶射を先に行う場合も同様に、第２の溶射と第１の溶射とを交互に行ったのち、第１の溶射と第２の溶射とを連続的に行ってもよく、第２の溶射と第１の溶射とを交互に繰り返し行ったのち、第１の溶射と第２の溶射とを連続的に繰り返し行ってもよい。第１の溶射と第２の溶射とを交互に行ったのち、第１の溶射と第２の溶射とを連続的に行うことで、ステージの絶縁膜の厚さのばらつきがさらに抑制され、かつ、ステージの角部に間隙または空隙が生じることをさらに抑制することができる。
３．第３実施形態
本実施形態では、ステージ１２２が備えられた膜加工装置を例として説明する。第１実施形態または第２実施形態と、同一または類似する構成に関しては説明を省略することがある。
図９には、膜加工装置の一つであるエッチング装置２００の断面図が示されている。エッチング装置２００は、種々の膜に対してドライエッチングを行うことができる。エッチング装置２００は、チャンバー２０２を有している。チャンバー２０２は、基板上に形成された導電体、絶縁体、または半導体などの膜に対してエッチングを行う空間を提供する。
チャンバー２０２には排気装置２０４が接続され、これにより、チャンバー２０２内を減圧雰囲気に設定することができる。チャンバー２０２にはさらに反応ガスを導入するための導入管２０６が設けられ、バルブ２０８を介してチャンバー内にエッチング用の反応ガスが導入される。反応ガスとしては、例えば四フッ化炭素（ＣＦ4）、オクタフルオロシクロブタン（ｃ−Ｃ4Ｆ8）、デカフルオロシクロペンタン（ｃ−Ｃ5Ｆ10）、ヘキサフルオロブタジエン（Ｃ4Ｆ6）などの含フッ素有機化合物が挙げられる。
チャンバー２０２上部には導波管２１０を介してマイクロ波源２１２を設けることができる。マイクロ波源２１２はマイクロ波を供給するためのアンテナなどを有しており、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波や、１３．５６ＭＨｚのラジオ波（ＲＦ）といった高周波数のマイクロ波を出力する。マイクロ波源２１２で発生したマイクロ波は導波管２１０によってチャンバー２０２の上部へ伝播し、石英やセラミックなどを含む窓２１４を介してチャンバー２０２内部へ導入される。マイクロ波によって反応ガスがプラズマ化し、プラズマに含まれる電子やイオン、ラジカルによって膜のエッチングが進行する。
チャンバー２０２下部には基板を設置するため、本発明の一実施形態に係るステージ１２２が設けられる。基板はステージ１２２上に設置される。ステージ１２２には電源２２４が接続され、高周波電力に相当する電圧がステージ１２２に印加され、マイクロ波による電界がステージ１２２の表面、基板表面に対して垂直な方向に形成される。チャンバー２０２の上部や側面にはさらに磁石２１６、磁石２１８、および磁石２２０を設けることができる。磁石２１６、磁石２１８、および磁石２２０としては永久磁石でもよく、電磁コイルを有する電磁石でもよい。磁石２１６、磁石２１８、磁石２２０によってステージ１２２、および基板表面に平行な磁界成分が作り出され、マイクロ波による電界との連携により、プラズマ中の電子はローレンツ力を受けて共鳴し、ステージ１２２、および基板表面に束縛される。その結果、高い密度のプラズマを基板表面に発生させることができる。
例えば、ステージ１２２がシースヒータを備える場合、シースヒータを制御するヒータ電源２３０が接続される。ステージ１２２にはさらに、任意の構成として、基板をステージ１２２に固定するための静電チャック用の電源２２６や、ステージ１２２内部に環流される媒体の温度制御を行う温度コントローラ２２８、ステージ１２２を回転させるための回転制御装置（図示は省略）が接続されてもよい。
上述したように、エッチング装置２００には本発明の一実施形態に係るステージ１２２が用いられる。このステージ１２２を用いることで、基板を均一に加熱し、かつ、加熱温度を精密に制御することができる。また、このステージ１２２を用いることで、ステージの絶縁破壊電圧を向上させることができる。また、このステージ１２２を用いることで、基板に印加される電圧に対する耐電圧が向上する。よって、エッチング装置２００を用いることによって、アスペクト比が高いコンタクトの形成、または、アスペクト比が高い膜を形成することができる。したがって、エッチング装置２００により、基板上に設けられる種々の膜を均一にエッチングすることが可能となる。
４．第４実施形態
本実施形態では、本発明の一実施形態に係るステージの角部における間隙または空隙４４６の割合、および、本発明の一実施形態に係るステージの絶縁破壊電圧について説明する。第１実施形態乃至第３実施形態と同一または類似する構成については説明を省略することがある。
図１０Ａに、本発明の一実施形態に係るステージを第１の作製方法によって形成したときの第３の面４４４と第２の面４４２との角部の一部を電子顕微鏡によって撮像した画像の一例を示す。図１０Ｂに、本発明の一実施形態に係るステージを第２の作製方法によって形成したときの第３の面４４４と第２の面４４２との角部の一部を電子顕微鏡によって撮像した画像の一例を示す。図１１に、従来のステージ、本発明の一実施形態に係るステージを第１の作製方法で作製した場合、および第２の作製方法で作製した場合の絶縁破壊電圧を示す図である。
図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、間隙または空隙４４６は黒点で示されている。図１０Ａおよび図１０Ｂは、図４Ｃで示したような従来のステージにおける角部のような大きな間隙または空隙４４６を有していない。図１０Ａおよび図１０Ｂに、２００μｍ×２００μｍの領域５０２を示す。図１０Ａにおいて、領域５０２の面積に対する間隙または空隙４４６の面積の比は、４．３３％であった。また、図１０Ｂにおいて、領域５０２の面積に対する間隙または空隙４４６の面積の比は、０．４９％であった。すなわち、第１の作製方法および第２の作製方法によって形成された角部の領域５０２の面積に対する間隙または空隙４４６の面積の比は、従来と比べて、劇的に減少している。
次に、図１１に示すように、従来のステージにおける絶縁破壊電圧は３．５８ｋＶ、本発明の一実施形態に係るステージを第１の作製方法で作製した場合における絶縁破壊電圧は４．６０ｋＶ、第２の作製方法で作製した場合の絶縁破壊電圧は１０．３７ｋＶであった。第１の作製方法で作製した場合における絶縁破壊電圧は従来のステージにおける絶縁破壊電圧と比較して１ｋＶ大きく、第２の作製方法で作製した場合における絶縁破壊電圧は従来のステージにおける絶縁破壊電圧と比較して約３倍大きい。
５．第５実施形態
本実施形態では、本発明の一実施形態に係るステージ１２４に関して説明する。第１実施形態乃至第４実施形態と同一または類似する構成については説明を省略することがある。
図１２にステージ１２４の断面図を示す。ステージ１２４の構成は、第１実施形態において示したステージ１２２の構成と比較して、ヒータ層１５０の構成を有する点が異なる。以下のステージ１２４の構成の説明においては、主に、ステージ１２２の構成と異なる点について説明される。なお、第１実施形態乃至第４実施形態は、第１実施形態乃至第４実施形態で説明されたステージ１２２を本実施形態で説明するステージ１２４に適宜置き換えて実施されてもよい。
図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、ステージ１２４は支持プレート１４０を有し、その上にヒータ層１５０が備えられる。
ステージ１２４において、上述した図９に図示された温度コントローラ２２８によって温度が制御された媒体を溝１４６に流すことで、支持プレート１４０の温度を制御することができる。ただし、液体の媒体による温度制御は応答が遅く、また、精密な温度制御が比較的難しい。したがって、媒体を用いて支持プレート１４０の温度を粗く制御し、ヒータ層１５０内のヒータ線１５４を用いて基板の温度を精密に制御することが好ましい。これにより、精密な温度制御のみならず、高速でステージ１２４の温度調整を行うことが可能となる。
ヒータ層１５０は主に三つの層を有している。具体的には、ヒータ層１５０は第２の絶縁膜１５２、第２の絶縁膜１５２上のヒータ線１５４、ヒータ線１５４上の第３の絶縁膜１５６を有している（図１２Ｂ）。ヒータ線１５４はヒータ層１５０内に一本だけ設けられてもよく、あるいは複数のヒータ線１５４が設けられ、それぞれが図９に図示されるヒータ電源２３０によって独立して制御されてもよい。第２の絶縁膜１５２と第３の絶縁膜１５６によってヒータ線１５４が電気的に絶縁される。ヒータ電源２３０から供給される電力によりヒータ線１５４が加熱され、これによってステージ１２４の温度が制御される。
第２の絶縁膜１５２、第３の絶縁膜１５６は無機絶縁体を含むことができる。無機絶縁体は、第１実施形態において示されているため、ここでの説明は省略される。また、第２の絶縁膜１５２と第３の絶縁膜１５６は溶射法を用いて形成することができる。溶射法は、第１実施形態において示されているため、ここでの説明は省略される。
ヒータ線１５４は通電することで発熱する金属を含むことができる。具体的には、タングステンやニッケル、クロム、コバルト、およびモリブデンから選択される金属を含むことができる。金属はこれらの金属を含む合金でもよく、例えばニッケルとクロムの合金、ニッケル、クロム、およびコバルトを含む合金でもよい。
ヒータ線１５４は、スパッタリング法、有機金属ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）法、蒸着法、印刷法、電解めっき法などを用いて形成した金属膜、あるいは金属箔をエッチングにより別途加工し、これを第２の絶縁膜１５２上に配置して形成することが好ましい。これは、溶射法を用いてヒータ線１５４を形成した場合、ヒータ線１５４の全体にわたって均一な密度や厚さや幅を確保することが困難であるのに対し、金属膜、あるいは金属箔をエッチングにより加工した場合には、これらの物理的パラメータのばらつきが小さいヒータ線１５４を形成することができるためである。これにより、ステージ１２４の温度を精密に制御し、かつ温度分布を低減することが可能となる。
さらに、上述した合金は金属単体と比較すると体積抵抗率が高いため、ヒータ線１５４のレイアウト、すなわち平面形状が同一の場合、金属単体を用いた場合と比較してヒータ線１５４の厚さを大きくすることができる。このため、ヒータ線１５４の厚さのばらつきを小さくすることができ、より小さな温度分布を実現することができる。
任意の構成として、ステージ１２４は支持プレート１４０とヒータ層１５０を同時に貫通する貫通孔１４４を一つ、あるいは複数有してもよい。貫通孔１４４にヘリウムなどの熱伝導率の高いガスを流すよう、上述された図９に図示するチャンバー２０２にヘリウム導入管を設けてもよい。これにより、ガスがステージ１２４と基板の隙間を流れ、ステージ１２４の熱エネルギーを効率よく基板へ伝えることができる。なお、本発明の一実施形態において、第１の絶縁膜１４１は、貫通孔１４４の内壁に設けられる例を示すが、第１の絶縁膜１４１は、貫通孔１４４の内壁の一部に設けられてもよい。
図１２Ｃに図示するように、ステージ１２４にはさらに、基板をステージ１２４上に固定するための機構として静電チャック１７０を有してもよい。第１実施形態において示されているため、ここでの説明は省略される。
以上のように、本発明の一実施形態におけるステージは、従来と比較して間隙または空隙が少なく、絶縁破壊電圧が大きい。したがって、本発明の一実施形態に係る作製方法を適用することによって、耐電圧が高いステージおよびステージの作製方法を提供することができる。
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
また、上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。
１００：ステージ、１０２：チャンバー、１１０：シースヒータ、１２２：ステージ、１２４：ステージ、１２８：温度コントローラ、１４０：支持プレート、１４１：第１の絶縁膜、１４２：開口、１４４：貫通孔、１４６：溝（流路）、１４６：溝、１５０：ヒータ層、１５２：第２の絶縁膜、１５４：ヒータ線、１５６：第３の絶縁膜、１６０：第１の基材、１６２：第２の基材、１７０：静電チャック、１７２：静電チャック電極、１７４：膜、１７６：リブ、２００：エッチング装置、２０２：チャンバー、２０４：排気装置、２０６：導入管、２０８：バルブ、２１０：導波管、２１２：マイクロ波源、２１４：窓、２１６：磁石、２１８：磁石、２２０：磁石、２２４：電源、２２６：電源、２２８：温度コントローラ、２３０：ヒータ電源、４４０：第１の面、４４２：第２の面、４４２−１：第２の面、４４２−２：第２の面、４４２−３：第２の面、４４２−４：第２の面、４４３：面、４４４：第３の面、４４６：空隙、４５０：粒子、４５２：扁平面、４５４：方向、４６２：扁平面、４６４：方向、４７２：扁平面、４７４：方向、４８２：扁平面、４８４：方向、４９１：面、４９１Ｓ：曲面、４９２：扁平面、４９２Ｓ：曲面、４９４：方向、５００：溶射機、５０２：領域

Claims (17)

  1. 第１の面および前記第１の面に隣接する第２の面を有する基材と、
    扁平面を有する複数の粒子を含み、前記扁平面の一部が前記第１の面および前記第２の面に沿って設けられる絶縁膜と、
    を含む、ステージ。
  2. 前記基材は、前記第１の面と１８０度反対の方向の第３の面を含み、前記絶縁膜は、前記扁平面の一部が前記第３の面に沿って設けられる、請求項１に記載のステージ。
  3. 前記第１の面を延長した面と、前記第２の面を延長した面とは、９０度で交わるように設けられる、請求項１に記載のステージ。
  4. 前記絶縁膜の所定の面積に対する空隙の面積の比率は５％以下である、請求項１または請求項２に記載のステージ。
  5. 前記基材は液体を流す流路を有する、請求項１または請求項２に記載のステージ。
  6. 前記絶縁膜の上に静電チャックを有する、請求項１または請求項２に記載のステージ。
  7. 基材の第１の面に対して平行な方向に移動しながら前記第１の面に垂直な方向から前記第１の面に絶縁体を溶射し、
    前記第１の面に隣接する前記基材の第２の面に対して平行な方向に移動しながら、前記第２の面に垂直な方向から前記第２の面に前記絶縁体を溶射することを含む、ステージの作製方法。
  8. 前記第１の面と１８０度反対の方向の前記基材の第３の面に対して平行な方向に移動しながら前記第３の面に垂直な方向から前記第３の面に前記絶縁体を溶射することを含む、請求項７に記載の作製方法。
  9. 前記第１の面を延長した面と、前記第２の面を延長した面とは、９０度で交わるように形成される、請求項７に記載の作製方法。
  10. 前記第１の面に前記絶縁体を溶射することと、前記第２の面に前記絶縁体を溶射することとを、連続的に行うことを含む、請求項７に記載の作製方法。
  11. 前記第１の面に前記絶縁体を溶射することと、前記第２の面に前記絶縁体を溶射することとを、交互に繰り返すことを含む、請求項７に記載の作製方法。
  12. 前記絶縁体に含まれる一部の粒子の扁平面を前記第１の面および前記第２の面に沿うように溶射することを含む、請求項７に記載の作製方法。
  13. 前記絶縁体に含まれる一部の粒子の扁平面を前記第３の面に沿うように溶射することを含む、請求項８に記載の作製方法。
  14. 前記基材は液体を流す流路を有する、請求項７または請求項８に記載の作製方法。
  15. 前記基材の上に静電チャックを配置することを含む、請求項７または請求項８に記載の作製方法。
  16. 前記第３の面に前記絶縁体を溶射することと、前記第２の面及び前記第１の面に前記絶縁体を連続的に溶射を行うことを交互に繰り返すことを含む、請求項８に記載の作製方法。
  17. 前記第３の面に前記絶縁体を溶射することと、前記第２の面に前記絶縁体を溶射することと、前記第１の面に前記絶縁体を溶射することとを連続的に行うことを含む、請求項８または請求項１６に記載の作製方法。
JP2021503982A 2019-03-01 2020-02-25 ステージの作製方法 Active JP7422130B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023186800A JP2024012449A (ja) 2019-03-01 2023-10-31 ステージ

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019037589 2019-03-01
JP2019037589 2019-03-01
PCT/JP2020/007433 WO2020179539A1 (ja) 2019-03-01 2020-02-25 ステージ、およびステージの作製方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023186800A Division JP2024012449A (ja) 2019-03-01 2023-10-31 ステージ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020179539A1 true JPWO2020179539A1 (ja) 2021-10-21
JP7422130B2 JP7422130B2 (ja) 2024-01-25

Family

ID=72337281

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021503982A Active JP7422130B2 (ja) 2019-03-01 2020-02-25 ステージの作製方法
JP2023186800A Pending JP2024012449A (ja) 2019-03-01 2023-10-31 ステージ

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023186800A Pending JP2024012449A (ja) 2019-03-01 2023-10-31 ステージ

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210398839A1 (ja)
EP (1) EP3933065A4 (ja)
JP (2) JP7422130B2 (ja)
KR (2) KR20240129108A (ja)
CN (1) CN113454761A (ja)
TW (1) TWI742546B (ja)
WO (1) WO2020179539A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040190215A1 (en) * 1996-04-26 2004-09-30 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having dielectric member with stacked layers and manufacture
US20050193951A1 (en) * 2004-03-08 2005-09-08 Muneo Furuse Plasma processing apparatus
JP2014013874A (ja) * 2011-11-25 2014-01-23 Nhk Spring Co Ltd 基板支持装置
JP2019016697A (ja) * 2017-07-06 2019-01-31 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6027407B2 (ja) 1977-06-06 1985-06-28 ソニー株式会社 安定化電源回路
JP2600558Y2 (ja) 1991-10-02 1999-10-12 住友金属工業株式会社 静電チャック
JPH1064983A (ja) * 1996-08-16 1998-03-06 Sony Corp ウエハステージ
US20060222777A1 (en) * 2005-04-05 2006-10-05 General Electric Company Method for applying a plasma sprayed coating using liquid injection
US7479464B2 (en) * 2006-10-23 2009-01-20 Applied Materials, Inc. Low temperature aerosol deposition of a plasma resistive layer
TW200927994A (en) * 2007-12-25 2009-07-01 Univ Chung Yuan Christian Method for forming composite membrane having porous coating layer and apparatus thereof
CN102217054B (zh) * 2008-11-25 2013-05-08 京瓷株式会社 晶片加热装置、静电卡盘以及晶片加热装置的制造方法
US9153463B2 (en) * 2011-11-25 2015-10-06 Nhk Spring Co., Ltd. Substrate support device
US9343289B2 (en) * 2012-07-27 2016-05-17 Applied Materials, Inc. Chemistry compatible coating material for advanced device on-wafer particle performance
JP6244804B2 (ja) * 2013-10-15 2017-12-13 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
CN106164325A (zh) * 2014-03-31 2016-11-23 株式会社东芝 耐等离子体部件、耐等离子体部件的制造方法以及耐等离子体部件的制造中使用的膜沉积装置
JP5987097B2 (ja) * 2015-09-07 2016-09-06 株式会社フジミインコーポレーテッド 溶射皮膜
CN108281342B (zh) * 2017-01-05 2020-01-21 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040190215A1 (en) * 1996-04-26 2004-09-30 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having dielectric member with stacked layers and manufacture
US20050193951A1 (en) * 2004-03-08 2005-09-08 Muneo Furuse Plasma processing apparatus
JP2014013874A (ja) * 2011-11-25 2014-01-23 Nhk Spring Co Ltd 基板支持装置
JP2019016697A (ja) * 2017-07-06 2019-01-31 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7422130B2 (ja) 2024-01-25
JP2024012449A (ja) 2024-01-30
US20210398839A1 (en) 2021-12-23
WO2020179539A1 (ja) 2020-09-10
EP3933065A1 (en) 2022-01-05
KR102698715B1 (ko) 2024-08-26
KR20210115025A (ko) 2021-09-24
TW202034435A (zh) 2020-09-16
EP3933065A4 (en) 2022-08-17
TWI742546B (zh) 2021-10-11
CN113454761A (zh) 2021-09-28
KR20240129108A (ko) 2024-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI671793B (zh) 基板支撐單元及具有基板支撐單元之膜體形成裝置
TWI727448B (zh) 加熱器及載台
US20210217638A1 (en) Stage, film-forming apparatus, and film-processing apparatus
JP6788079B1 (ja) ヒータ、およびステージ
US9583313B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
WO2018061336A1 (ja) 基板載置台、および基板載置台の作製方法
JP2003086581A (ja) 大面積プラズマ生成用アンテナ
US20230207286A1 (en) Stage and manufacturing method thereof
WO2020179539A1 (ja) ステージ、およびステージの作製方法
WO2020075576A1 (ja) ステージ、成膜装置、および膜加工装置
JP2013033940A (ja) プラズマ処理装置
JP2021184410A (ja) エッチング方法及びプラズマ処理装置
TW202404415A (zh) 護套加熱器及載台

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210610

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220621

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220809

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221019

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230207

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230801

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231031

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20231108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240115

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7422130

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150