KR100904563B1 - 기판 탑재대, 기판 처리 장치 및 기판 탑재대의 제조 방법 - Google Patents

기판 탑재대, 기판 처리 장치 및 기판 탑재대의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는 기판 탑재대에 형성된 볼록부 자체에 기인하는 에칭 불균일 등의 처리 불균일을 방지할 수 있는 기판 탑재대 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
기판 처리 장치에 있어서 기판을 탑재하는 기판 탑재대는 탑재대 본체와, 탑재대 본체의 기판 탑재 측의 기준면으로부터 돌출되어 형성된 복수의 볼록부와, 기준면을 둘러싸고, 기판이 탑재되었을 때에 기판의 주연부에 접촉하도록 상기 기준면보다도 돌출되어 형성된 주연대부를 구비하고 있으며, 기준면 및 주연대부의 정상면은 표면 거칠기 Ra(산술 평균 거칠기)가 1.5 ㎛ 이하인 평활면이며, 볼록부의 정상면은 표면 거칠기 Ry(최대 높이)가 8 ㎛ 이상인 거친 면이다.

Description

기판 탑재대, 기판 처리 장치 및 기판 탑재대의 제조 방법{SUBSTRATE TABLE, APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING SUBSTRATE TABLE}
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 탑재대로서의 서셉터가 설치된 처리 장치의 일례인 플라즈마 에칭 장치를 도시하는 단면도,
도 2는 서셉터의 평면도,
도 3은 도 2에서의 Ⅲ-Ⅲ'선 화살표 단면도,
도 4는 서셉터 단면의 주요부 확대도,
도 5는 서셉터 표면 형상의 제조 공정의 일례를 나타내는 흐름도,
도 6(a) 내지 도 6(e)는 서셉터 표면 형상의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도,
도 7은 서셉터 표면의 단면 곡선을 제조 방법별로 나타내는 도면,
도 8은 볼록부의 정상면의 표면 거칠기와 에칭 불균일과의 관계를 시험한 결과를 나타내고, 도 8(a)는 Ra, 도 8(b)는 Rz, 도 8(c)는 Ry로 평가를 행한 그래프,
도 9는 정전 척을 마련한 다른 실시 형태에 관한 서셉터를 나타내고 있으며, 도 9(a)는 단면도, 도 9(b)는 주요부 평면도,
도 10은 도 9(a) 및 도 9(b)의 실시 형태에 관한 서셉터의 주요부의 확대 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 처리 장치(플라즈마 에칭 장치) 2 : 챔버(처리실)
3 : 절연판 4 : 서셉터
5 : 유전성 재료막 5a : 기준면
6 : 다이부 6a : 정상면
7 : 볼록부 7a : 정상면
11 : 샤워 헤드(가스 공급 수단) 20 : 배기 장치
25 : 고주파 전원(플라즈마 생성 수단) 40 : 서셉터
41 : 전열 매체 유로 51 : 제 1 유전성 재료막
52 : 도전층 53 : 제 2 유전성 재료막
본 발명은 플랫 패널 디스플레이(FPD) 제조용의 유리 기판 등의 기판을 탑재하는 기판 탑재대 및 그 제조 방법, 또한 이 기판 탑재대를 사용하여 기판에 대하여 드라이 에칭 등의 처리를 하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
예컨대, FPD 제조 프로세스에 있어서는 피 처리 기판인 유리 기판에 대해, 드라이 에칭이나 스패터링, CVD(화학 기상 성장) 등의 플라즈마 처리가 많이 이용되고 있다.
이와 같은 플라즈마 처리에 있어서는, 예컨대 챔버(chamber) 내에 한 쌍의 평행평판 전극(상부 및 하부 전극)을 배치하고, 하부 전극으로서 기능을 하는 서셉터(탑재대)에 피 처리 기판을 얹어 놓고, 처리 가스를 챔버 내로 도입하는 동시에, 전극 중 적어도 한쪽에 고주파 전력을 인가하여 전극 사이에 고주파 전계를 형성하고, 이 고주파 전계에 의해 처리 가스의 플라즈마를 형성하여 피 처리 기판에 대하여 플라즈마 처리를 한다.
서셉터의 표면은 실제로는 완곡면으로 되어 있으므로, 기판과 서셉터 사이에는 부분적으로 미묘한 간극이 생겨, 플라즈마 처리를 반복하여 행함으로써, 서셉터 위에 부착물이 축적된다. 이로 인해, 피 처리 기판의 이면에 서셉터가 접촉되는 부분과 부착물이 접촉되는 부분이 생겨, 이들의 부분 사이에서 열 전도성이나 도전성이 달라, 피 처리 기판에 에칭 불균일(피 처리 기판에 있어서 에칭률이 높은 부분과 낮은 부분이 혼재하는 것을 말함)이 생기는 경우가 있다.
또한, 피 처리 기판을 서셉터에 면 접촉시켜 얹어 놓으면, 플라즈마 처리의 대전에 의해 피 처리 기판이 서셉터에 흡착되어 버리는 경우도 있다.
이와 같은 에칭 불균일이나 피 처리 기판의 흡착을 방지하기 위해, 정전 전극을 덮는 소성 세라믹 절연층의 표면에 볼록형 패턴을 형성하는 제안이 이루어져 있다(예컨대, 특허 문헌 1). 또한, 서셉터 표면에 포토 에칭에 의해 요철 패턴을 형성하여, 정전력(고정 부착력)을 줄이고, 플라즈마 처리 후에 서셉터로부터 웨이퍼를 쉽게 분리할 수 있도록 하는 제안도 이루어져 있다(특허 문헌 2).
또한, 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 된 서셉터의 표면을 쇼트 블라스트 처리하여 요철부를 형성하고, 또한 불순물 오염을 방지하기 위해, 화학 연마, 전해 연마, 또는 버프 연마에 의해 볼록부의 급준한 볼록부를 제거하는 제안도 이루어져 있다(특허 문헌 3).
이들 종래 기술에서는, 볼록부의 정상은 모두 평탄하므로, 플라즈마 처리에 의해 발생된 먼지가 퇴적되기 쉽다고 하는 결점이 있다. 또한, 볼록부의 정상면이 평탄하고 피 처리 기판의 이면에 면 접촉하고 있으면, 에칭 조건에 따라서는 접촉면의 윤곽이 피 처리 기판에 에칭 불균일로서 전사되어 버린다. 즉, 볼록부 자체에 의해서도 에칭 불균일이 발생해, 제품 수율을 저하시켜 버린다고 하는 문제가 발생한다. 또, 볼록부의 형상을 고려한 종래 기술로서, 개구판을 거쳐서 세라믹스 용사(溶射)함으로써 볼록부의 상부를 곡면 형상으로 형성하는 제안도 이루어져 있다(특허 문헌 4).
또한, 표면에 볼록부를 형성한 서셉터의 경우, 볼록부와 볼록부 이외의 면과의 고저의 차가 존재하므로, 플라즈마 처리를 반복함으로써, 이 부분에 부착물이 퇴적되어, 역시 에칭 불균일이나 기판의 파티클 오염의 원인이 되는 것이 염려된다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 소 제60-261377호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 평 제8-70034호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 평 제10-340896호 공보
[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 제2002-313898호 공보
상기와 같이, 종래 기술에서는 기판 탑재대의 탑재면에 볼록부를 형성하는 것이 제안되어 있으나, 볼록부 자체가 원인이 되는 에칭 불균일의 발생이나, 볼록부와 볼록부 이외의 면의 고저의 차에 기인하는 퇴적물의 생성 문제에 대해서는, 개량의 여지가 남겨져 있다. 즉, 종래 기술에서는 볼록부의 형상에 대해 에칭 불균일을 고려한 검토나, 볼록부와 볼록부 이외의 표면의 형상에 대한 검토는 대부분 이루어져 있지 않다.
또한, 서셉터에 정전 흡착 전극으로서의 기능을 갖게 하는 경우, 피 처리 기판과 서셉터 사이에 전열 매체 가스를 도입하는 것이 행해진다. 이때에, 전열 효율을 높이기 위해서는 서셉터와 피 처리 기판 사이에 기밀 공간을 형성하는 것이 바람직하다. 그로 인해, 상기 특허 문헌 4에서는, 서셉터의 주연부에 다이부를 설치하는 것도 제안되어 있지만, 다이부의 형상이나 다이부를 포함하는 서셉터 표면의 가공 방법의 상세에 대해서는 게시되어 있지 않다.
본 발명은 상기 실정에 비추어 이루어진 것으로, 첫째로, 기판 탑재대에 형성된 볼록부 자체에 기인하는 에칭 불균일 등의 처리 불균일을 방지할 수 있는 기판 탑재대 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 하고 있다. 둘째로, 기판 탑재대의 표면에 부착물이 축적됨으로써 발생하는 처리 불균일이나 기판 오염을 방지하는 것을 과제로 하고 있다. 셋째로, 전열 매체 가스에 의한 전열 효율을 개선하는 것이 가능한 기판 탑재대 및 그 제조 방법을 제공하는 것도 과제로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 관점은 기판 처리 장치에 있어서 기판을 탑재하는 기판 탑재대에 있어서,
탑재대 본체와,
상기 탑재대 본체의 기판 탑재 측의 기준면으로부터 돌출되어 형성된 복수의 볼록부와,
상기 기준면을 둘러싸고, 기판이 탑재되었을 때에 기판의 주연부에 접촉하도록 상기 기준면보다도 돌출되어 형성된 주연대(周緣臺)부를 구비하고 있으며,
상기 볼록부의 정상면이 거친 면(粗面)이며, 상기 주연대부의 정상면이 평활면인 것을 특징으로 하는 기판 탑재대를 제공한다.
상기 제 1 관점에서는, 탑재대 본체의 기판 탑재 측의 기준면으로부터 돌출되어 형성된 복수의 볼록부와, 기준면을 둘러싸고, 기판이 탑재되었을 때에 기판의 주연부에 접촉하도록 기준면보다도 돌출되어 형성된 주연대부를 갖는 기판 탑재대에 있어서, 볼록부의 정상면을 거친 면으로 하고, 주연대부의 정상면을 평활면으로 하였으므로, 볼록부에 기인하는 에칭 불균일 등의 처리의 불균일을 개선할 수 있는 동시에, 주연대부와 기판을 밀착시켜 기판의 이면 측에 밀폐 공간을 형성하는 것이 가능하며, 예컨대 이 공간으로 전열 매체를 도입하여 온도 조절을 행하는 경우에는 전열 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 제 2 관점은 기판 처리 장치에 있어서 기판을 탑재하는 기판 탑재대에 있어서,
탑재대 본체와,
상기 탑재대 본체의 기판 탑재 측의 기준면으로부터 돌출되어 형성된 복수의 볼록부와,
상기 기준면이 평활면이며, 상기 볼록부의 정상면이 거친 면인 것을 특징으로 하는 기판 탑재대를 제공한다.
상기 제 2 관점에서는, 탑재대 본체의 기판 탑재 측의 기준면으로부터 돌출되어 형성된 복수의 볼록부를 갖는 기판 탑재대에 있어서, 기준면을 평활면으로 하고, 볼록부의 정상면을 거친 면으로 하였으므로, 볼록부에 기인하는 에칭 불균일 등의 처리 불균일을 개선할 수 있는 동시에, 기준면에 반응 생성물이나 파티클 등이 부착되어 퇴적물을 형성한 경우라도, 간편한 세정 등에 의해 쉽게 제거할 수 있다. 따라서, 퇴적물에 의한 에칭 불균일 등의 처리의 불균일이나 기판 오염도 줄일 수 있다.
본 발명의 제 3 관점은 기판 처리 장치에 있어서 기판을 탑재하는 기판 탑재대에 있어서,
탑재대 본체와,
상기 탑재대 본체의 기판 탑재 측의 기준면으로부터 돌출되어 형성된 복수의 볼록부와,
상기 기준면을 둘러싸고, 기판이 탑재되었을 때에 기판의 주연부에 접촉하도록 상기 기준면보다도 돌출되어 형성된 주연대부를 구비하고 있으며,
상기 기준면 및 상기 주연대부의 정상면이 평활면인 것을 특징으로 하는 기 판 탑재대를 제공한다.
상기 제 3 관점에서는, 탑재대 본체의 기판 탑재 측의 기준면으로부터 돌출되어 형성된 복수의 볼록부와, 기준면을 둘러싸고, 기판이 탑재되었을 때에 기판의 주연부에 접촉하도록 기준면보다도 돌출되어 형성된 주연대부를 갖는 기판 탑재면에 있어서, 기준면 및 주연대부의 정상면을 평활면으로 하였으므로, 기준면에 반응 생성물이나 파티클 등이 부착되어 퇴적하는 것을 방지하여, 퇴적물에 의한 에칭 불균일 등의 처리의 불균일이나 기판 오염을 줄일 수 있는 동시에, 주연대부와 기판을 밀착시켜 기판의 이면 측에 밀폐 공간을 형성하는 것이 가능하며, 예를 들어 이 공간에 전열 매체를 도입하여 온도 조절을 행하는 경우에는 전열 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 제 4 관점은 기판 처리 장치에 있어서 기판을 탑재하는 기판 탑재대에 있어서,
탑재대 본체와,
상기 탑재대 본체의 기판 탑재 측의 기준면으로부터 돌출되어 형성된 복수의 볼록부와,
상기 기준면을 둘러싸고, 기판이 탑재되었을 때에 기판의 주연부에 접촉하도록 상기 기준면보다도 돌출되어 형성된 주연대부를 구비하고 있으며,
상기 기준면 및 상기 주연대부의 정상면이 평활면이며, 상기 볼록부의 정상면이 거친 면인 것을 특징으로 하는 기판 탑재대를 제공한다.
상기 제 4 관점에서는, 탑재대 본체의 기판 탑재 측의 기준면으로부터 돌출되어 형성된 복수의 볼록부와, 기준면을 둘러싸고, 기판이 탑재되었을 때에 기판의 주연부에 접촉하도록 기준면보다도 돌출되어 형성된 주연대부를 갖는 기판 탑재대에 있어서, 볼록부의 정상면을 거친 면으로 하였으므로, 볼록부에 기인하는 에칭 불균일 등의 처리의 불균일을 개선할 수 있다. 또한, 기준면 및 주연대부의 정상면을 평활면으로 하였으므로, 기준면에 반응 생성물이나 파티클 등이 부착되어 퇴적, 고정 부착되는 것을 방지하여, 퇴적물에 의한 에칭 불균일 등의 처리의 불균일이나 기판 오염을 간편한 세정에 의해 줄일 수 있는 동시에, 주연대부와 기판을 밀착시켜 기판의 이면 측에 밀폐 공간을 형성하는 것이 가능해져, 예를 들어 이 공간으로 전열 매체를 도입하여 온도 조절을 행하는 경우에는 전열 효율을 높일 수 있다.
상기 제 1, 제 2 또는 제 4 관점의 기판 탑재대에 있어서, 상기 볼록부 정상면의 표면 거칠기 Ry(최대 높이)가 8 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 내지 제 4 중 어느 하나의 관점의 기판 탑재대에 있어서, 상기 기준면의 표면 거칠기 Ra(산술 평균 거칠기)가 1.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 제 1, 제 3 또는 제 4 관점의 기판 탑재대에 있어서, 상기 주연대부의 정상면의 표면 거칠기 Ra(산술 평균 거칠기)가 1.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 기판 탑재대는 정전 흡착 전극으로서 기능을 하는 것이 바람직하며, 상기 탑재대 본체는 기재와, 상기 기재 위에 형성된 제 1 유전성 재료막과, 상기 제 1 유전성 재료막 위에 적층된 도전층과, 상기 도전층 위에 적층된 제 2 유전성 재료막을 갖는 것으로 해도 좋다. 또한, 상기 기판 탑재대를 관통하여 설치되어, 기판 의 이면을 향해 전열 매체를 공급하는 전열 매체 유로를 가져도 좋다.
본 발명의 제 5 관점은 상기 제 1 내지 제 4 중 어느 한 관점의 기판 탑재대를 구비한 기판 처리 장치를 제공한다. 이 기판 처리 장치는 플랫 패널 디스플레이의 제조에 이용되는 것이라도 좋고, 특히 기판에 대하여 플라즈마 에칭 처리를 행하는 플라즈마 에칭 장치라도 좋다.
본 발명의 제 6 관점은 기판에 처리를 할 때에 기판을 탑재하는 기판 탑재대의 제조 방법에 있어서,
기재 표면에 유전성 재료막을 형성하는 유전성 재료막 형성 공정과,
상기 유전성 재료막의 표면을 연마하는 연마 공정과,
연마 후의 상기 유전성 재료막의 표면을, 주연부를 남기고 절삭 가공하여, 오목부를 형성하는 절삭 공정과,
상기 오목부에, 복수의 개구를 갖는 개구판을 거쳐서 세라믹스를 용사하여 세라믹스로 이루어지는 복수의 볼록부를 형성하는 볼록부 형성 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 탑재대의 제조 방법을 제공한다.
제 6 관점에 따르면, 개구판을 마스크로서 이용하는 용사법에 의해, 볼록부의 정상면이 거친 면이고, 볼록부 이외의 면이 평활면인 기판 탑재대를 짧은 가공 시간 및 적은 가공 비용으로 제조할 수 있다.
상기 제 6 관점에 있어서, 상기 볼록부 형성 공정은,
상기 유전성 재료막 위에, 복수의 개구를 갖는 개구판을 탑재하는 공정과,
상기 개구판의 개구 내로 노출된 상기 유전성 재료막을 블라스트 처리하는 공정과,
상기 개구판을 거쳐서 상기 유전성 재료막 위에 세라믹스를 용사하는 공정과,
상기 개구판을 제거하는 공정을 포함할 수 있다.
이와 같이, 개구판을 거쳐서 유전성 재료막을 블라스트 처리한 후, 다시 개구판을 거쳐서 유전성 재료막 위에 세라믹스를 용사함으로써, 볼록부를 형성하는 부분의 유전성 재료막을 거친 면으로 하여 앵커 효과에 의해 볼록부와 유전성 재료막과의 접착을 도모할 수 있는 동시에, 볼록부를 형성하는 부분 이외의 기판 표면은 기계 연마 가공 또는 기계 절삭 가공에 의한 평활면인 상태로 남길 수 있다.
또한, 상기 제 6 관점에 있어서, 상기 유전성 재료막 형성 공정은,
기재 위에 제 1 유전성 재료막을 형성하는 공정과,
상기 제 1 유전성 재료막 위에 도전층을 형성하는 공정과,
상기 도전층 위에 제 2 유전성 재료막을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 6 관점에 있어서, 상기 연마 공정에서는 표면 거칠기 Ra(산술 평균 거칠기)가 1.5 ㎛ 이하가 될 때까지 연마를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 절삭 공정에서는 상기 오목부 바닥면의 표면 거칠기 Ra(산술 평균 거칠기)가 1.5 ㎛ 이하가 되도록 절삭 혹은 연마를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 볼록부 형성 공정에서는 상기 용사에 의한 볼록부의 방사 표면의 표면 거칠기 Ry(최대 높이)가 8 ㎛ 이상이 되도록 용사를 행하는 것이 바람직하다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 탑재대로서의 서셉터가 설치된 처리 장치의 일례인 플라즈마 에칭 장치를 도시하는 단면도이다. 이 플라즈마 에칭 장치(1)는 FPD용 유리 기판(G)의 소정의 처리를 행하는 장치의 단면도이며, 용량 결합형 평행평판 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있다. 여기에서, FPD로서는 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 일렉트로 루미네선스(Electro Luminescence ; EL) 디스플레이, 형광 표시관(Vacuum Fluorescent Display ; VFD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다. 또, 본 발명의 처리 장치는 플라즈마 에칭 장치에만 한정되는 것은 아니다.
이 플라즈마 에칭 장치(1)는, 예를 들어 표면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각이진 통 형상으로 성형된 챔버(2)를 갖고 있다. 이 챔버(2) 내의 바닥부에는 절연재로 이루어지는 각이진 기둥 형상의 절연판(3)이 마련되어 있고, 또한 이 절연판(3) 위에는 피 처리 기판인 LCD 유리 기판(G)을 얹어 놓기 위한 서셉터(4)가 설치되어 있다. 또한, 서셉터(4)의 기재(4a)의 외주 및 상면의 유전성 재료막(5)이 마련되어 있지 않은 주연에는 절연 부재(8)가 설치되어 있다.
서셉터(4)에는 고주파 전력을 공급하기 위한 급전선(23)이 접속되어 있으며, 이 급전선(23)에는 정합기(24) 및 고주파 전원(25)이 접속되어 있다. 고주파 전원(25)으로부터는, 예를 들어 13.56 MHz의 고주파 전력이 서셉터(4)에 공급된다.
상기 서셉터(4)의 상방에는, 이 서셉터(4)와 평행하게 대향하여 상부 전극으로서 기능을 하는 샤워 헤드(11)가 설치되어 있다. 샤워 헤드(11)는 챔버(2)의 상부에 지지되어 있으며, 내부에 내부 공간(12)을 갖는 동시에, 서셉터(4)와의 대향면에 처리 가스를 토출하는 복수의 토출 구멍(13)이 형성되어 있다. 이 샤워 헤드(11)는 접지되어 있으며, 서셉터(4)와 함께 한 쌍의 평행평판 전극을 구성하고 있다.
샤워 헤드(11)의 상면에는 가스 도입구(14)가 마련되고, 이 가스 도입구(14)에는 처리 가스 공급관(15)이 접속되어 있고, 이 처리 가스 공급관(15)에는 밸브(16) 및 매스플로우 컨트롤러(17)를 거쳐서 처리 가스 공급원(18)이 접속되어 있다. 처리 가스 공급원(18)으로부터는 에칭을 위한 처리 가스가 공급된다. 처리 가스로서는, 할로겐계의 가스, O2 가스, Ar 가스 등, 통상 이 분야에서 사용되는 가스를 쓸 수 있다.
상기 챔버(2)의 측벽 바닥부에는 배기관(19)이 접속되어 있으며, 이 배기관(19)에는 배기 장치(20)가 접속되어 있다. 배기 장치(20)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 구비하고 있어, 이에 의해 챔버(2) 내를 소정의 감압 분위기까지 진공화 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 챔버(2)의 측벽에는 기판 반입출구(21)와, 이 기판 반입출구(21)를 개폐하는 게이트 밸브(22)가 설치되어 있으며, 이 게이트 밸브(22)를 개방한 상태에서 기판(G)이 인접하는 로드 로크실(도시하지 않음)과의 사이에서 반송되도록 되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태의 기판 탑재대인 서셉터(4)는 기재(4a)와, 기재(4a) 위에 설치된 유전성 재료막(5)을 갖는다. 유전성 재료막(5)의 상면 주연에는 단차가 마련되어, 다이부(6)를 형성하고 있다. 또한, 유전성 재료막(5)의 상면에는 복수의 볼록부(7)가 돌기형으로 형성되어 있으며, 이들의 볼록부(7)는 다이부(6)에 의해 주위가 둘러싸여 있다. 또, 기재(4a)와 유전성 재료막(5)과의 열 팽창률의 차에 의한 열 응력을 완화할 목적으로, 기재(4a)와 유전성 재료막(5)과의 사이에, 이들 중간의 열 팽창률을 갖는 재료로 이루어지는 1층 이상의 중간층을 마련할 수도 있다.
도 2는 서셉터(4)의 평면도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선 화살표에서의 단면도이다. 또한, 도 4는 서셉터(4)의 표면 부근의 구조를 확대하여 나타내는 주요부 단면도이다. 볼록부(7)는 유전성 재료막(5) 위의 기판(G) 탑재 영역에 똑같이 분포하여 형성되어 있으며, 기판(G)은 이 볼록부(7) 위에 탑재되도록 되어 있다. 이에 의해 볼록부(7)는 서셉터(4)와 기판(G)과의 사이를 격리하는 스페이서로서 기능을 하여, 서셉터(4) 위에 부착된 부착물이 기판(G)에 악영향을 끼치는 것이 방지된다.
도 4에 개략적으로 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 서셉터(4)에 있어서 볼록부(7)는, 예컨대 단면을 보았을 때 사다리꼴 형상으로 형성되어 있으며, 그 정상면(7a)은 거친 면으로 되어 있으므로, 기판(G)과 점 접촉시킬 수 있다.
더욱 구체적으로는, 볼록부(7)의 정상면(7a)의 표면 거칠기 Ry는 8 ㎛ 이상이며, 9 ㎛ 이상 15 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 여기에서, Ry는 JIS B0601-1994에 규정되어 있는 최대 높이이며, 거칠기 곡선으로부터 그 평균선의 방향으로 기준 길이를 결정해, 이 기준 길이 중 가장 높은 정상 높이와 가장 낮은 바닥 깊이와의 합계치를 마이크로미터(㎛)로 나타낸 것을 말한다. 볼록부(7)의 정상면(7a)의 표면 거칠기 Ry를 8 ㎛ 이상으로 함으로써, 볼록부(7)의 정상면(7a)이 기판(G)의 이면과 점 접촉함으로써, 에칭 시에 에칭 불균일의 발생을 방지할 수 있다.
볼록부(7)의 높이(h1)는 30 내지 80 ㎛인 것이 바람직하다. 서셉터(4) 위에 부착되는 부착물의 양을 고려하면, 볼록부(7)의 높이를 30 ㎛ 이상으로 함으로써 부착물이 기판(G)에 악영향을 끼치는 것을 충분히 방지할 수 있기 때문이다. 한 편, 볼록부(7)의 높이(h1)가 80 ㎛를 넘으면, 정전 흡착력이 저하되는 것 외에, 볼록부(7)의 강도가 저하되거나, 기판(G)의 에칭률이 저하되는 등의 문제나 후술하는 바와 같이 볼록부(7)를 용사에 의해 형성하는 경우에 용사 시간이 길어지는 등의 문제점도 있다.
또한, 볼록부(7)의 정상면(7a)의 지름 D는 0.5 내지 1 ㎜인 것이 바람직하며, 그 간격[인접하는 2개의 볼록부(7)의 중심점을 잇는 거리]은 5 내지 20 ㎜로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 볼록부(7)는 유전성 재료막(5)의 표면에 예컨대 6000개 이상 형성하는 것이 바람직하다. 단, 볼록부(7)는 기판(G)이 기준면(5a)에 접촉하지 않는 간격으로 형성하면 되므로, 상기 숫자는 어디까지나 기준일 뿐이다. 또한, 볼록부(7)의 배열 패턴에는 특별히 제한은 없으며, 예컨대 지그재그 배열이라도 좋다.
볼록부(7)는 일반적으로 내구성 및 내식성이 높은 재료로서 알려져 있는 세라믹스로 구성되어 있다. 볼록부(7)를 구성하는 세라믹스는 특별히 한정되는 것은 아니며, 전형적으로는 Al2O3, Zr2O3, Si3N4 등의 절연 재료를 예로 들 수 있지만, SiC와 같이 어느 정도 도전성을 갖는 것이라도 좋다. 볼록부(7)는 후술하는 바와 같이 용사에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 서셉터(4)의 상면에서의 볼록부 이외의 부분인 다이부(6)의 정상면(6a)과 유전성 재료막(5)의 기준면(5a)은 모두 평활면이다. 구체적으로는, 다이부(6)의 정상면(6a)과 유전성 재료막(5)의 기준면(5a)의 표면 거칠기 Ra는 각각 1.5 ㎛ 이하이며, 0 이상 1.5 ㎛ 이하가 바람직하다. 여기에서, Ra는 JIS B0601-1994에 규정되어 있는 산술 평균 거칠기이며, 거칠기 곡선으로부터 그 평균선의 방향으로 기준 길이를 결정해, 이 기준 길이 내에서 평균선으로부터 측정된 거칠기 곡선까지의 편차의 절대치를 합계하고, 평균을 낸 값을 마이크로미터(㎛)로 나타낸 것을 말한다.
다이부(6)의 정상면(6a)의 평균 거칠기 Ra를 1.5 ㎛ 이하로 함으로써, 기판(G)을 서셉터(4)에 탑재한 경우에 기판(G)의 주연부를 다이부(6)의 정상면(6a)에 밀착시킬 수 있다. 따라서, 기판(G)과 서셉터(4)의 기준면(5a)과의 사이에 밀폐 공간을 형성할 수 있다. 이로써, 특별히 전열 매체 가스를 기판(G)의 이면에 공급하여 온도 제어를 행하는 경우에, 전열 매체 가스를 기판(G)의 이면 측의 공간에 가둘 수 있으므로, 전열 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 유전성 재료막(5)의 기준면(5a)의 표면 거칠기 Ra를 1.5 ㎛ 이하로 함으로써, 부착물이 볼록부(7)보다 낮은 기준면(5a)으로 퇴적되는 것을 방지할 수 있 다.
즉, 서셉터(4)에 있어서 기준면(5a)이 거친 면이면, 에칭 프로세스를 반복함으로써, 유전성 재료막(5a)의 기준면(5a)에 기판(G)으로부터 에칭된 물질 등이 부착, 축적되어 퇴적하는 경우가 있지만, 본 실시 형태에 있어서는 기준면(5a)이 평활면이므로, 에칭에 의한 반응 생성물이나 파티클 등이 부착되기 어려워, 부착물을 형성하기 어렵다. 또한, 만일 퇴적물이 형성되어도, 볼록부(7)가 스페이서의 역할을 감당하므로, 퇴적물이 기판(G)에 접촉하기 어려워 기판(G)에 에칭 불균일이 생기거나, 기판(G)이 서셉터(4)에 흡착되거나 하는 등의 문제점이 방지된다.
다이부(5)의 높이(h2)는 볼록부(7)를 둘러싸면서, 기판(G)과 기준면(5a)과의 사이에 밀폐 공간을 형성하는 관점에서, 볼록부(7)의 높이와 대략 동일한 높이 혹은 약간 높게 하는 것이 바람직하며, 예컨대 기계 가공이나 연마 가공으로 형성할 수 있다.
유전성 재료막(5)은 유전성 재료로 이루어져 있으면 그 재료는 관계없이, 또한 고 절연성 재료뿐만 아니라 전하의 이동을 허용할 정도의 도전성을 갖는 것을 포함한다. 이와 같은 유전성 재료막(5)은 내구성 및 내식성의 관점에서 세라믹스로 구성하는 것이 바람직하다. 이때의 세라믹스는 특별히 한정되는 것은 아니며, 볼록부(7)의 경우와 마찬가지로, 전형적으로는 Al2O3, Zr2O3, Si3N4 등의 절연 재료를 예로 들 수 있지만, SiC와 같이 어느 정도 도전성을 갖는 것이라도 좋다. 이와 같은 유전성 재료막(5)은 예컨대 용사에 의해 형성할 수 있다.
기재(4a)는 유전성 재료막(5)을 지지하는 것이며, 예컨대 알루미늄 등의 금속이나 카본과 같은 도전체로 구성되어 있다.
다음에, 다시 도 1을 참조하여 플라즈마 에칭 장치(1)에서의 처리 동작에 대해 설명한다.
우선, 피 처리체인 기판(G)은 게이트 밸브(22)가 개방된 후, 도시하지 않은 로드 로크실로부터 기판 반입출구(21)를 거쳐서 챔버(2) 내로 반입되어, 서셉터(4) 위, 즉 서셉터(4) 표면에 형성된 유전성 재료막(5)의 볼록부(7) 및 다이부(6) 위에 탑재된다. 이 경우에, 기판(G)의 주고 받음은 서셉터(4)의 내부를 삽입 통과하여 서셉터(4)로부터 돌출 가능하게 설치된 리프터 핀(도시하지 않음)을 거쳐서 행해진다. 그 후, 게이트 밸브(22)가 폐쇄되어, 배기 장치(20)에 의해 챔버(2) 내가 소정의 진공도까지 진공화된다.
그 후, 밸브(16)가 개방되어 처리 가스 공급원(18)으로부터 처리 가스가 매스플로우 컨트롤러(17)에 의해 그 유량이 조정되면서, 처리 가스 공급관(15), 가스 도입구(14)를 지나 샤워 헤드(11)의 내부 공간(12)으로 도입되고, 또한 토출 구멍(13)을 지나 기판(G)에 대하여 균일하게 토출되어, 챔버(2) 내의 압력이 소정의 값으로 유지된다.
이 상태에서 고주파 전원(25)으로부터 고주파 전력이 정합기(24)를 거쳐서 서셉터(4)에 인가되고, 하부 전극으로서의 서셉터(4)와 상부 전극으로서의 샤워 헤드(11)와의 사이에 고주파 전계가 발생해, 처리 가스가 해리(解離)되어 플라즈마화되고, 이로써 기판(G)에 에칭 처리가 실시된다.
이와 같이 하여 에칭 처리를 한 후, 고주파 전원(25)으로부터의 고주파 전력의 인가를 정지하고, 가스 도입을 정지한 후, 챔버(2) 내의 압력을 소정의 압력까지 감압한다. 그리고 게이트 밸브(22)가 개방되어, 기판(G)이 기판 반입출구(21)를 거쳐서 챔버(2) 내로부터 도시하지 않은 로드 로크실로 반출됨으로써 기판(G)의 에칭 처리는 종료된다.
다음에, 유전성 재료막(5) 위에 다이부(6)나 볼록부(7)를 형성하는 방법에 대해, 도 5 및 도 6(a) 내지 도 6(e)를 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태에서는, 볼록부(7)의 정상면(7a)은 거친 면으로 하고, 볼록부(7) 이외의 부분인 유전성 재료막(5)의 기준면(5a)이나 다이부(6)의 정상면(6a)을 평활면으로 하기 위해, 이하와 같은 제조 방법을 채용하였다.
우선, 기재(4a)의 상면에 유전성 재료막(5)을 적층 형성한 것을 준비한다. 이 유전성 재료막(5)은 상기 세라믹스 재료를 용사함으로써 형성되어 있으며, 용사의 방사 표면(5b)이 노출되어 있다. 또, 유전성 재료막(5)을 용사에 의해 형성할 때에, 기공이 형성되는 경우가 있으나, 그 경우에는 내전압 성능을 확보하기 위해, 구멍 밀봉 처리를 해 두는 것이 바람직하다.
상기 방사 표면(5b)을 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 예컨대 도어형 연마기 등의 연마 수단(100)을 이용하여 기계 연마하여 균일하게 평활화한다(스텝 S11). 이 연마 공정에서는 방사 표면(5b)의 표면 거칠기 Ra가 1.5 ㎛ 이하가 될 때까지 연마를 한다.
다음에, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 평활화된 유전성 재료막(5)의 주연부를 남기고, 내측을 예컨대 도어형 절삭기 등의 절삭 수단(101)을 이용하여 절삭 가공한다(스텝 S12). 이 절삭 가공에 의해, 유전성 재료막(5)의 중앙부가 절삭되어 오목 형상이 되어, 오목부의 바닥에 기준면(5a)이 노출되는 동시에 주연에 다이부(6)가 형성된다. 기준면(5a)은 절삭 가공에 의한 평활면이며, 표면 거칠기 Ra가 1.5 ㎛ 이하이다. 한편, 다이부(6)의 정상면은 도 6(a)의 연마 후의 표면이 그대로 남아 있으므로, 표면 거칠기 Ra가 1.5 ㎛ 이하이다.
다음에, 도 6(c)에 도시한 바와 같이, 복수의 원형 개구를 갖는 개구판(102)을 유전성 재료막(5) 위에 설치한다(스텝 S13). 마스크 부재인 개구판(102)에는 복수의 볼록부(7)의 크기와 배치에 대응하도록 관통 구멍이 형성되어 있다. 이와 같은 개구판(102)으로서는, 예컨대 판 두께 0.3 내지 0.5 ㎜ 정도의 금속판, 구체적으로는 스테인리스 판을 사용할 수 있다. 이 개구판(102)을 설치한 상태에서, 블라스트 처리를 행하여 개구판(102)의 개구 내로 노출된 유전성 재료막(5)의 평활 표면을 거친 면으로 한다(스텝 S14). 이 조면화(粗面化)는 다음 공정의 용사 시에 앵커 효과를 가지게 해, 용사 형성되는 볼록부(7)를 유전성 재료막(5)과 견고하게 접합시키기 위해 행한다.
도 6(d)에서는, 개구판(102) 위에서 용사 건(103)에 의해 상기 세라믹스 재료를 용사한다. 이에 의해, 개구판(102)의 개구 내에 볼록부(7)를 형성한다(스텝 S15). 볼록부(7)의 용사 형성 시에, 예컨대 용사 입경, 용사 패스 수 등의 용사 조건을 선정함으로써, 정상면(7a)의 표면 거칠기 Ry가 8 ㎛ 이상이 되도록 거친 면으로 할 수 있다. 또한, 유전성 재료막(5)의 재질과 볼록부(7)의 재질이 동일하면, 양자는 견고하게 결합하기 때문에 적합하다. 그러나 처리 중의 온도 범위에서 양자의 결합이 충분하면, 양자의 재질은 달라도 좋다.
그리고 도 6(e)에 도시한 바와 같이 개구판(102)을 제거함으로써, 유전성 재료막(5)의 표면에 다이부(6) 및 볼록부(7)가 형성된다(스텝 S16). 이와 같이 하여 형성된 볼록부(8)의 정상면(7a)은 용사의 방사 표면이며, 표면 거칠기 Ry가 8 ㎛ 이상으로 거친 면으로 되어 있다. 한편, 다이부(6)의 정상면(6a)은 기계 연마에 의해 형성된 평활면이며, 또한 기준면(5a)은 절삭 가공에 의해 형성된 평활면이며, 모두 표면 거칠기 Ra가 1.5 ㎛ 이하이다. 이상의 제조 방법에 따르면, 볼록부(7)의 정상면(7a)이 거친 면으로 되고, 다이부(6)의 정상면(6a)과 기준면(5a)이 평활면인 서셉터(4)를, 짧은 가공 시간 및 적은 가공 비용으로 제조할 수 있다.
도 7은 서셉터(4)의 표면에 형성된 볼록부의 표면 거칠기를 나타내는 단면 곡선을 나타내고 있다.
도 7의 샘플 A 내지 C는 종래의 제조 방법에 의해 볼록부(7)[및 다이부(6)]를 형성한 경우의 단면 곡선이다. 우선, 샘플 A는 기재(4a)의 표면에 적층 용사된 유전성 재료막(5)의 표면에 개구판(12)을 얹고, 용사에 의해 볼록부(7)를 형성한 샘플이다. 이 샘플 A는 볼록부(7)의 정상면(7a)과 기준면(5a)이 양쪽 모두 용사 형성된 방사면이므로, 단면 곡선으로 나타낸 바와 같이 어느 쪽이나 거친 면으로 되어 있다. 따라서, 볼록부(7)에 의한 에칭 불균일은 발생하기 어렵지만, 플라즈마 에칭을 반복하여 행함으로써 거친 기준면(5a)에 반응 생성물이나 파티클 등이 부착되기 쉬워, 퇴적물이 형성되기 쉽다고 하는 문제가 있다.
샘플 B는 기재(4a)의 표면에 적층 용사된 유전성 재료막(5)의 표면에, 직접 절삭 가공에 의해 볼록부(7)를 형성한 샘플이다. 이 경우, 기준면(5a)은 기계 가공에 의한 평활면이므로 퇴적물이 형성되기 어렵지만, 단면 곡선으로부터 알 수 있는 바와 같이, 볼록부(7)의 표면(7a)은 거의 완전한 다이 형상으로, 그 정상면(7a)이 평활하므로, 에칭 불균일이 발생하기 쉽다.
또한, 샘플 C는 샘플 B의 개량 예이며, 유전성 재료막(5)에 절삭 가공에 의해 볼록부(7)를 형성한 후, 그들의 표면에 용사 장치로 예컨대 1 패스분 만큼 용사하여, 표면에 얇은 용사막을 형성한 샘플이다. 이 샘플 C도, 볼록부(7)의 정상면(7a)과 기준면(5a)이 양쪽 모두 용사 형성된 방사면이므로, 단면 곡선으로 나타내는 바와 같이 거친 면으로 되어 있다. 따라서, 볼록부(7)에 의한 에칭 불균일은 발생하지 않지만, 플라즈마 에칭을 반복하여 행함으로써 거친 기준면(5a)에 반응 생성물이나 파티클 등이 부착되기 쉬워 퇴적물이 형성되기 쉽다고 하는 문제가 있다.
도 7의 샘플 D는 도 5 및 도 6(a) 내지 도 6(e)에 도시한 제조 방법으로 다이부(6)와 볼록부(7)를 형성한 경우의 단면 곡선이며, 볼록부(7)의 정상면(7a)은 거친 면으로 되어 있는 데 반해, 다이부(6)의 정상면(6a)와 유전성 재료막(5)의 기준면(5a)은 평활면인 것을 간파할 수 있다. 따라서 볼록부(7)에 의한 에칭 불균일의 발생은 억제되어 기준면(5a)에서의 퇴적물의 생성도 회피할 수 있다. 또한, 다이부(6)의 평활한 정상면(6a)은 기판(G)의 이면과 밀착할 수 있으므로, 기판(G)의 이면 공간으로 전열 매체 가스를 도입한 경우의 온도 제어 효율을 높일 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 제조 방법에 따른 샘플 D에서는 볼록부(7)의 정상면(7a), 다이부(6)의 정상면(6a) 및 기준면(5a)의 형상이 고려되어 있으므로, 에칭 불균일이나 퇴적물의 문제가 발생하기 어려워 플라즈마 에칭 장치(1)에서의 에칭 처리의 신뢰성을 확보할 수 있다. 이에 대해, 종래의 제조 방법에 의한 비교 예의 샘플 A 내지 C에서는 어떠한 것에 있어서도, 볼록부(7)의 정상면(7a), 다이부(6)의 정상면(6a) 및 기준면(5a)의 형상(거친 면이거나 혹은 평활면)의 조합이 부적절하므로, 에칭 불균일이나 퇴적물의 발생 등의 문제가 발생하기 쉬운 경우가 이해된다.
다음에, 볼록부(7)의 정상면(7a)의 표면 거칠기와 에칭 불균일 발생과의 관계에 대해 나타낸다. 표면 거칠기는 Ra(산술 평균 거칠기), Rz(십점 평균 거칠기), Ry(최대 높이)의 3가지 방법으로 평가하였다. 여기에서, Rz는 JIS B0601-1994에 규정되어 있는 십점 평균 거칠기이며, 거칠기 곡선으로부터 그 평균선의 방향으로 기준 길이를 결정해, 이 기준 길이 중에서, 가장 높은 정상으로부터 5번째까지의 정상 고도의 절대치의 평균치와, 가장 낮은 바닥으로부터 5번째까지의 바닥 고도의 절대치의 평균치와의 합을 마이크로미터(㎛)로 나타낸 것을 말한다.
도 8(a) 내지 도 8(c)는 볼록부(7)의 정상면(7a)의 표면 거칠기가 다른 5종류의 서셉터(샘플 1 내지 5)에 대해, 표면 거칠기와 플라즈마 에칭 처리에서의 에칭 불균일 발생의 유무를 조사한 결과이다. 각 샘플 번호 밑의 ○×는 에칭 불균일의 발생 유무를 나타내고 있으며, ○는 「에칭 불균일 발생 없음」을, ×는 「에칭 불균일 발생」을 의미하고 있다.
도 8(a) 내지 도 8(c)로부터, 에칭 불균일이 발생한 샘플(샘플 2와 샘플 3)과, 에칭 불균일이 발생하지 않은 샘플(샘플 1, 샘플 4, 샘플 5)의 그룹에 있어서, 명확하게 차이를 볼 수 있는 표면 거칠기 양은 Ry인 것을 알 수 있다. 또한, Ry가 8 ㎛ 이상인 샘플에서는 에칭 불균일은 발생하지 않았다. 따라서 볼록부(7)의 정상면(7a)의 표면 거칠기의 평가 지표에는 Ry가 적합한 동시에, 에칭 불균일을 방지하기 위해서는 Ry가 8 ㎛ 이상이면 되는 것이 개시되었다.
다음에, 도 9(a), 도 9(b) 및 도 10을 참조하면서, 다른 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 서셉터(40)는 정전 척 기능이 있으며, 도 10에 확대하여 도시한 바와 같이, 기재(4a) 위에, 제 1 유전성 재료막(51)과, 금속 등의 도전성 재료로 이루어져, 정전 전극층으로서 기능을 하는 도전층(52)과, 제 2 유전성 재료막(53)을 이 순서로 적층하여 서셉터(40)를 구성한 것이다. 제 2 유전성 재료막(53)의 표면에는 복수의 볼록부(7)와 다이부(6)가 기준면(53a)에 대하여 돌출 형성되어 있다. 그리고 도시하지 않은 직류 전원으로부터 도전층(52)으로 직류 전압을 인가함으로써, 예컨대 쿨롱력에 의해 기판(G)을 정전 흡착할 수 있도록 구성되어 있다. 또, 제 1 유전성 재료막(51), 도전층(52), 제 2 유전성 재료막(53)을 형성하는 방법은 상관없지만, 모두 용사에 의해 형성해도 좋다.
또한, 기재(4a), 제 1 유전성 재료막(51), 도전층(52), 제 2 유전성 재료막(53)을 관통하여, 제 2 유전성 재료막(53)의 기준면(53a)에 취출구를 갖는 복수의 전열 매체 유로(41)가 형성되어 있다. 이에 의해, 기판(G)의 이면 측의 볼록부(7) 끼리 사이의 공간에 전열 매체 예컨대 헬륨 가스를 가득 채워 기판(G)을 똑같이 냉각할 수 있어, 기판(G)의 온도를 똑같이 할 수 있으므로, 에칭 등의 플라즈 마 처리도 기판 전면에 걸쳐 똑같이 행해진다. 또한, 주연부에 형성된 다이부(6)에 의해, 전열 가스가 서셉터 이외의 영역으로 확산하는 것을 억제하여, 전열 효율을 높일 수 있다.
제 1 실시 형태에서의 서셉터(4)와 마찬가지로, 본 실시 형태의 서셉터(40)에 있어서도, 볼록부(7)의 정상면(7a)은 거친 면이며, 표면 거칠기 Ry는 8 ㎛ 이상이며, 9 ㎛ 이상 15 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 서셉터(40)의 상면에서의 볼록부 이외의 부분인 다이부(6)의 정상면(6a)과 제 2 유전성 재료막(53)의 기준면(53a)은 모두 평활면이다. 구체적으로는, 다이부(6)의 정상면(6a)과 제 2 유전성 재료막(53)의 기준면(53a)의 표면 거칠기 Ra는 각각 1.5 ㎛ 이하이며, 0 이상 1.5 ㎛ 이하가 바람직하다.
제 1 유전성 재료막(51)과 제 2 유전성 재료막(53)은 상기 유전성 재료막(5)과 마찬가지로, 유전성 재료로 이루어져 있으면 그 재료는 상관없으며, 또한 고 절연 재료뿐만 아니라 전하의 이동을 허용할 정도의 도전성을 갖는 것을 포함하여, 내구성 및 내식성의 관점에서 세라믹스 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 세라믹스 재료는 특별히 한정되는 것은 아니며, 전형적으로는 Al2O3, Zr2O3, Si3N4 등의 절연 재료를 예로 들 수 있지만, SiC와 같이 어느 정도 도전성을 갖는 것이라도 좋다. 또, 제 1 유전성 재료막(51)과 제 2 유전성 재료막(53)은 동일한 재료이거나 달라도 좋다. 또한, 기재(4a)와 제 1 유선성 재료막(51)과의 열 팽창률의 차에 의한 영 응력을 완화할 목적으로, 기재(4a)와 제 1 유전성 재료막(51) 사이에 이들의 중간 열 팽창률을 갖는 재료로 이루어지는 1층 이상의 중간층을 마련할 수도 있다.
볼록부(7) 및 다이부(6)의 기능과 제조 방법은 제 1 실시 형태와 마찬가지이다. 본 실시 형태에서는 정전 척에 의해 기판(G)을 정전 흡착하는 동시에, 전열 매체에 의해 온도 조절하면서 기판(G)의 처리, 예컨대 에칭 처리를 고정밀도로 실시할 수 있다. 또, 이와 같은 구조를 취하지 않아도 도 1에 도시하는 서셉터(4)의 기재(4a)를 정전 척의 정전 전극으로 함으로써 정전 척으로서 기능시킬 수 있다.
이상의 도 9(a) 및 도 9(b)에 도시하는 서셉터(40)는 도 1에 도시하는 플라즈마 에칭 장치(1)와 마찬가지 구성의 플라즈마 에칭 장치에 배치할 수 있다.
또, 본 발명은 상기 실시 형태에 제약받는 것은 아니며, 여러 가지의 변형이 가능하다.
예컨대, 도 1에서는 하부 전극에 고주파 전력을 인가하는 RIE 타입의 용량 결합형 평행평판 플라즈마 에칭 장치를 예시하여 설명하였지만, 에칭 장치에 한정되지 않으며, 에싱, CVD 성막 등의 다른 플라즈마 처리 장치에 적용할 수 있고, 상부 전극에 고주파 전력을 공급하는 타입이라도, 또한 용량 결합형에 한정되지 않는 유도(誘導) 결합형이라도 좋다.
또한, 피 처리 기판은 FPD용 유리 기판(G)에 한정되지 않으며 반도체 웨이퍼라도 좋다.
또한, 볼록부(7)의 크기, 수, 배치 등도 한정되지 않으며, 처리 내용에 따라서 적절하게 선택할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판 탑재대에 기인하는 에칭 불균일 등의 처리의 불균일이나 퇴적물에 의한 기판 오염 등의 문제점을 방지할 수 있다.

Claims (21)

  1. 기판 처리 장치에 있어서 기판을 탑재하는 기판 탑재대에 있어서,
    탑재대 본체와,
    상기 탑재대 본체의 기판 탑재 측의 기준면으로부터 돌출되어 형성된 복수의 볼록부와,
    상기 기준면을 둘러싸고, 기판이 탑재되었을 때에 기판의 주연부에 접촉하도록 상기 기준면보다도 돌출되어 형성된 주연대부를 구비하며,
    상기 볼록부의 정상면이 거친 면이고, 상기 주연대부의 정상면이 상기 볼록부의 정상면보다 평활한 평활면이며, 상기 볼록부의 정상면의 표면 거칠기 Ry(최대 높이)가 8㎛ 이상인 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 볼록부의 정상면의 표면 거칠기 Ry(최대 높이)가 9㎛ 이상 15 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대.
  3. 기판 처리 장치에 있어서 기판을 탑재하는 기판 탑재대에 있어서,
    탑재대 본체와,
    상기 탑재대 본체의 기판 탑재 측의 기준면으로부터 돌출되어 형성된 복수의 볼록부를 구비하며,
    상기 기준면이 평활면이고, 상기 볼록부의 정상면이 상기 기준면보다 거친 면이며, 상기 볼록부의 정상면의 표면 거칠기 Ry(최대 높이)가 8㎛ 이상인 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 볼록부의 정상면의 표면 거칠기 Ry(최대 높이)가 9㎛ 이상 15 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대.
  5. 기판 처리 장치에 있어서 기판을 탑재하는 기판 탑재대에 있어서,
    탑재대 본체와,
    상기 탑재대 본체의 기판 탑재 측의 기준면으로부터 돌출되어 형성된 복수의 볼록부와,
    상기 기준면을 둘러싸고, 기판이 탑재되었을 때에 기판의 주연부에 접촉하도록 상기 기준면보다도 돌출되어 형성된 주연대부를 구비하며,
    상기 기준면 및 상기 주연대부의 정상면이 평활면이며, 상기 볼록부의 정상면이 상기 기준면 및 상기 주연대부의 정상면보다 거친 면이고, 상기 볼록부의 정상면의 표면 거칠기 Ry(최대 높이)가 8 ㎛ 이상인 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 볼록부의 정상면의 표면 거칠기 Ry(최대 높이)가 9㎛ 이상 15 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준면의 표면 거칠기 Ra(산술 평균 거칠기)가 1.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대.
  8. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주연대부의 정상면의 표면 거칠기 Ra(산술 평균 거칠기)가 1.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 탑재대가 정전 흡착 전극으로서 기능을 하는 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 탑재대 본체는 기재와, 상기 기재 위에 형성된 제 1 유전성 재료막과, 상기 제 1 유전성 재료막 위에 적층된 도전층과, 상기 도전층 위에 적층된 제 2 유전성 재료막을 갖는 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 탑재대를 관통하여 설치되고, 기판의 이면을 향해 전열 매체를 공급하는 전열 매체 유로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대.
  12. 기판 처리 장치에 있어서,
    제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 탑재대를 구비한
    기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치가 플랫 패널 디스플레이의 제조에 이용되는 것인
    기판 처리 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치가 기판에 대하여 플라즈마 에칭 처리를 행하는 플라즈마 에칭 장치인 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  15. 기판에 처리를 할 때에 기판을 탑재하는 기판 탑재대의 제조 방법에 있어서,
    기재 표면에 유전성 재료막을 형성하는 유전성 재료막 형성 공정과,
    상기 유전성 재료막의 표면을 연마하는 연마 공정과,
    연마 후의 상기 유전성 재료막의 표면을, 주연부를 남기고 절삭 가공하여, 오목부를 형성하는 절삭 공정과,
    상기 오목부에, 복수의 개구를 갖는 개구판을 거쳐서 세라믹스를 용사하여 세라믹스로 이루어지는 복수의 볼록부를 형성하는 볼록부 형성 공정을 포함하며,
    상기 볼록부 형성 공정에서는 상기 용사에 의한 볼록부의 방사 표면의 표면 거칠기 Ry(최대 높이)가 8 ㎛ 이상이 되도록 용사를 행하는 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 볼록부 형성 공정에서는, 상기 용사에 의한 볼록부의 방사 표면의 표면 거칠기 Ry(최대 높이)가 9㎛ 이상 15 ㎛ 이하가 되도록 용사를 행하는 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대의 제조 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 볼록부 형성 공정은,
    상기 유전성 재료막 위에 복수의 개구를 갖는 개구판을 탑재하는 공정과,
    상기 개구판의 개구 내로 노출된 상기 유전성 재료막을 블라스트 처리하는 공정과,
    상기 개구판을 거쳐서 상기 유전성 재료막 위에 세라믹스를 용사하는 공정과,
    상기 개구판을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대의 제조 방법.
  18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전성 재료막 형성 공정은,
    기재 위에 제 1 유전성 재료막을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 유전성 재료막 위에 도전층을 형성하는 공정과,
    상기 도전층 위에 제 2 유전성 재료막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대의 제조 방법.
  19. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연마 공정에서는 상기 유전성 재료막의 표면 거칠기 Ra(산술 평균 거칠기)가 1.5 ㎛ 이하가 될 때까지 연마를 행하는 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대의 제조 방법.
  20. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭 공정에서는 상기 오목부의 바닥면의 표면 거칠기 Ra(산술 평균 거칠기)가 1.5 ㎛ 이하가 되도록 절삭 혹은 연마를 행하는 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대의 제조 방법.
  21. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용사에 의한 볼록부의 방사 표면은 상기 절삭 공정에서 남겨진 상기 주연부의 정상면의 표면, 및 상기 절삭 가공에 의하여 형성된 상기 오목부의 표면보다 거친 면인 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대의 제조 방법.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4864757B2 (ja) * 2007-02-14 2012-02-01 東京エレクトロン株式会社 基板載置台及びその表面処理方法
JP5059450B2 (ja) * 2007-03-06 2012-10-24 東京エレクトロン株式会社 基板載置台及び基板処理装置
JPWO2008114753A1 (ja) * 2007-03-22 2010-07-08 東京エレクトロン株式会社 基板載置台，基板処理装置，基板載置台の表面加工方法
JP4516089B2 (ja) * 2007-03-30 2010-08-04 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ウェハ搬送用ブレード
JP2008300374A (ja) * 2007-05-29 2008-12-11 Shin Etsu Chem Co Ltd 静電吸着装置
KR100938874B1 (ko) * 2007-07-24 2010-01-27 주식회사 에스에프에이 유리기판 지지용 서셉터 및 그 제조 방법, 그리고 그유리기판 지지용 서셉터를 구비한 화학 기상 증착장치
JP2009188332A (ja) 2008-02-08 2009-08-20 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置用基板載置台、プラズマ処理装置および絶縁皮膜の成膜方法
JP5612300B2 (ja) * 2009-12-01 2014-10-22 東京エレクトロン株式会社 基板載置台、その製造方法及び基板処理装置
JP2012028539A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Ngk Spark Plug Co Ltd セラミックス接合体
JP6010296B2 (ja) * 2010-12-28 2016-10-19 東京エレクトロン株式会社 静電チャック
CN102732861B (zh) * 2011-04-14 2014-12-17 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 托盘及具有其的化学气相沉积设备
WO2012166256A1 (en) * 2011-06-02 2012-12-06 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck aln dielectric repair
KR101974386B1 (ko) * 2012-03-21 2019-05-03 주식회사 미코 정전척
TWI514463B (zh) * 2012-11-30 2015-12-21 Global Material Science Co Ltd 乾蝕刻設備中的靜電吸附板表面凸點的製造方法
KR20150138959A (ko) * 2014-05-30 2015-12-11 (주)아이씨디 챔버 내 피처리 대상물 접촉구조, 정전 척 및 그 제조방법
US10020218B2 (en) * 2015-11-17 2018-07-10 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly with deposited surface features
JP6991043B2 (ja) * 2017-11-22 2022-02-03 東京エレクトロン株式会社 基板載置台
JP2021527962A (ja) * 2018-06-22 2021-10-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 半導体ウェハ処理におけるウェハ裏面損傷を最小化する方法
JP7182916B2 (ja) * 2018-06-26 2022-12-05 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP7241519B2 (ja) * 2018-12-04 2023-03-17 東京エレクトロン株式会社 基板載置台、基板処理装置及び基板載置台の製造方法
KR102370471B1 (ko) * 2019-02-08 2022-03-03 주식회사 히타치하이테크 플라스마 처리 장치
CN109881184B (zh) * 2019-03-29 2022-03-25 拓荆科技股份有限公司 具有静电力抑制的基板承载装置
CN114351120A (zh) * 2021-12-27 2022-04-15 拓荆科技股份有限公司 晶圆支撑装置及沉积薄膜厚度控制的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020066198A (ko) * 2001-02-08 2002-08-14 동경 엘렉트론 주식회사 기판지지대 및 그 제조방법과 처리장치
KR20050054317A (ko) * 2003-12-04 2005-06-10 엘지.필립스 엘시디 주식회사 블래스트 공정을 포함하는 서셉터 제조방법 및 이를 통해제조되는 서셉터

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62124735A (ja) * 1985-11-25 1987-06-06 Denki Kagaku Kogyo Kk 半導体気相成長用サセプタ
JP2800188B2 (ja) * 1988-07-20 1998-09-21 株式会社ニコン 基板吸着装置
JP3095514B2 (ja) * 1992-01-29 2000-10-03 キヤノン株式会社 基板保持盤
JPH08330401A (ja) * 1995-06-02 1996-12-13 Sony Corp ウエハチャック
JP3160229B2 (ja) * 1997-06-06 2001-04-25 日本エー・エス・エム株式会社 プラズマｃｖｄ装置用サセプタ及びその製造方法
JP3859937B2 (ja) * 2000-06-02 2006-12-20 住友大阪セメント株式会社 静電チャック
JP4387563B2 (ja) * 2000-06-05 2009-12-16 住友大阪セメント株式会社 サセプタ及びサセプタの製造方法
JP4094262B2 (ja) * 2001-09-13 2008-06-04 住友大阪セメント株式会社 吸着固定装置及びその製造方法
JP2003142566A (ja) * 2001-11-07 2003-05-16 New Creation Co Ltd 真空吸着器及びその製造方法
US7663860B2 (en) * 2003-12-05 2010-02-16 Tokyo Electron Limited Electrostatic chuck
JP2005332910A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Hitachi High-Tech Electronics Engineering Co Ltd 基板チャック、及び表示用パネル基板の製造方法
JP4417197B2 (ja) * 2004-07-30 2010-02-17 住友大阪セメント株式会社 サセプタ装置
JP4400877B2 (ja) * 2004-09-06 2010-01-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
SG188899A1 (en) * 2004-09-17 2013-04-30 Nikon Corp Substrate holding device, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP4444843B2 (ja) * 2005-01-31 2010-03-31 住友大阪セメント株式会社 静電チャック

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020066198A (ko) * 2001-02-08 2002-08-14 동경 엘렉트론 주식회사 기판지지대 및 그 제조방법과 처리장치
KR20050054317A (ko) * 2003-12-04 2005-06-10 엘지.필립스 엘시디 주식회사 블래스트 공정을 포함하는 서셉터 제조방법 및 이를 통해제조되는 서셉터

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