KR100948984B1 - 기판 탑재대, 기판 탑재대의 제조 방법, 기판 처리 장치,유체 공급기구 - Google Patents

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Abstract

기판이 탑재되는 탑재면과 상기 탑재면에 개구하여 해당 탑재면 상에 가스를 공급하는 복수의 가스 토출 구멍과 상기 가스 토출 구멍으로 가스를 공급하기 위한 가스 공급로를 갖는 판형상 부재를 구비하고, 상기 탑재면을 피복하는 세라믹 용사층이 마련된 기판 탑재대에 있어서, 상기 기판 탑재대는 적어도 상기 가스 토출 구멍과 대향하는 부위의 상기 가스 공급로의 내벽이 곡면형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
기판 탑재대, 기판 탑재대의 제조 방법, 기판 처리 장치, 유체 공급 기구

Description

기판 탑재대, 기판 탑재대의 제조 방법, 기판 처리 장치, 유체 공급기구{SUBSTRATE MOUNTING TABLE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND FLUID SUPPLY MECHANISM}
본 발명은 기판 탑재대, 기판 탑재대의 제조 방법, 기판 처리 장치, 유체 공급기구에 관한 것으로, 특히 반도체 기판 등의 플라즈마 처리에 적합한 기판 탑재대, 기판 탑재대의 제조 방법, 기판 처리 장치, 유체 공급기구에 관한 것이다.
종래부터, 예컨대 반도체 기판 등에 플라즈마 에칭 등의 플라즈마 처리를 실시하는 기판 처리 장치 등에 있어서는 기판을 탑재하는 기판 탑재대에 헬륨 가스 등의 냉각 가스를 기판 이면 측에 공급하기 위한 유체 공급기구를 구비한 것이 알려져 있다. 또한, 상기한 바와 같은 기판 탑재대에 있어서는 정전척을 구성하는 절연층 등으로서, 기판 탑재면에 Al2O3 층 등의 세라믹 용사층을 마련하는 것이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌1 참조).
(특허문헌1) 일본 특허공개공보 2004-47653호
상기한 바와 같은 기판 탑재대를 제조하는 방법으로서는, 예컨대, 복수의 가스 공급 구멍을 형성한 제 1 판형상 부재와, 이들의 가스 공급 구멍에 가스를 공급하기 위한 가스 공급로로 되는 홈이 표면에 형성된 제 2 판형상 부재를 별개로 구성하고, 이들을 납땜 등에 의해서 용접, 접합하여 일체화하고, 이후, 탑재면에 세라믹을 용사함으로써 세라믹 용사층을 형성하는 방법이 고려된다.
상기의 방법에서는 세라믹 용사시에 가스 공급 구멍 내에 용사세라믹이 침입한다. 이 때문에, 가스 공급 구멍으로부터 공기 등을 분출시키면서, 세라믹 용사를 행하여, 가스 공급 구멍 내에 용사 세라믹이 침입하기 어렵도록 한다. 그러나, 이러한 공기 등의 분출로서는 가스 공급 구멍의 내부에 용사 세라믹이 침입하는 것을 완전히 방지할 수 없다. 이 때문에, 가스 공급 구멍의 내부에 침입하여 그 바닥부에 부착한 용사세라믹을 세정하여 씻어 버리는 공정을 할 필요가 있다.
그러나, 본 발명자 등이 정밀히 조사한 바, 가스 공급 구멍의 바닥부 등에 강고하게 부착한 용사 세라믹 등은 세정으로 완전히 제거하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있어, 용사 세라믹이 용사 잔류물로서 남는 경우가 있다. 그리고, 제품으로서 사용하고 있는 도중에 이 용사 잔류물이 벗겨져 반도체 웨이퍼나 처리챔버 내를 오염시킨다던지, 가스 공급 구멍의 구멍막힘을 발생시켜 냉각 가스의 압력저하에 의한 온도 제어상의 불량 발생을 초래하는 일이 있다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 종래의 사정에 대처하여 이루어진 것으로, 유체 유로 내에 용사 잔류물이 남는 것을 방지할 수 있어, 용사 잔류물에 의한 오염의 발생이나, 유체 유로의 구멍막힘의 발생을 방지하는 것이 가능한 기판 탑재대, 기판 탑재대의 제조 방법, 기판 처리 장치, 유체 공급기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
청구항 1의 기판 탑재대는 기판이 탑재되는 탑재면과 상기 탑재면에 개구하여 해당 탑재면 상에 가스를 공급하는 복수의 가스 토출 구멍과 상기 가스 토출 구멍으로 가스를 공급하기 위한 가스 공급로를 갖는 판형상 부재를 구비하고, 상기 탑재면을 피복하는 세라믹 용사층이 마련된 기판 탑재대로서, 적어도 상기 가스 토출 구멍과 대향하는 부위의 상기 가스 공급로의 내벽이 곡면형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 2의 기판 탑재대는 청구항 1 기재의 기판 탑재대로서, 상기 가스 공급로는 복수의 상기 가스 토출 구멍에 의해 공유되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 3의 기판 탑재대는 청구항 2 기재의 기판 탑재대로서, 상기 판형상 부재는 상기 가스 토출 구멍을 갖는 제 1 판형상 부재와, 바닥부가 곡면형상으로 된 홈을 갖는 제 2 판형상 부재를 접합하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 4의 기판 탑재대는 청구항 3 기재의 기판 탑재대로서, 상기 제 2 판 형상 부재에 상기 가스 공급로 내에 압축가스를 공급하기 위한 가스 공급 구멍과 상기 가스 공급로 내를 세정하기 위한 유체를 공급 또는 배출하기 위한 세정용 구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 5의 기판 탑재대는 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항 기재의 기판 탑재대로서, 상기 판형상 부재가 알루미늄으로 이루어지고, 상기 가스 공급로 내에 양극 산화 피막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 6의 기판 탑재대의 제조 방법은 기판이 탑재되는 탑재면과 상기 탑재면에 개구하여 해당 탑재면 상에 가스를 공급하는 복수의 가스 토출 구멍과 상기 가스 토출 구멍으로 가스를 공급하기 위한 가스 공급로를 갖는 판형상 부재를 구비하고, 상기 탑재면을 피복하는 세라믹 용사층이 마련된 기판 탑재대의 제조 방법으로서, 적어도 상기 가스 토출 구멍과 대향하는 부위의 상기 가스 공급로의 내벽을 곡면형상으로 한 상기 판형상 부재를 형성하는 공정과, 상기 가스 토출 구멍으로부터 압축가스를 토출시키면서, 상기 판형상 부재의 상기 탑재면에 세라믹 용사층을 형성하는 공정과, 상기 가스 공급로의 내부를 세정하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
청구항 7의 기판 탑재대의 제조 방법은 청구항 6 기재의 기판 탑재대의 제조 방법으로서, 상기 가스 공급로는 복수의 상기 가스 토출 구멍에 의해 공유되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 8의 기판 탑재대의 제조 방법은 청구항 7 기재의 기판 탑재대의 제조 방법으로서, 상기 판형상 부재는 상기 가스 토출 구멍을 갖는 제 1 판형상 부재와, 바닥부가 곡면형상으로 된 홈을 갖는 제 2 판형상 부재를 접합하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
청구항 9의 기판 탑재대의 제조 방법은 청구항 8 기재의 기판 탑재대의 제조 방법으로서, 상기 제 2 판형상 부재에 마련된 가스 공급 구멍과, 상기 제 2 판형상 부재에 마련된 세정용 구멍을 이용하여, 상기 가스 공급로의 내부에 세정용 유체를 공급 및 배출하여 세정을 행하는 것을 특징으로 한다.
청구항 10의 기판 탑재대의 제조 방법은 청구항 6 내지 9 중 어느 한 항 기재의 기판 탑재대의 제조 방법으로서, 상기 판형상 부재가 알루미늄으로 이루어지고, 세라믹 용사층을 형성하는 공정 전에 상기 가스 공급로 내에 양극 산화 피막을 형성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
청구항 11의 기판 처리 장치는 기판을 수용하여 처리하는 처리챔버를 구비한 기판 처리 장치로서, 상기 처리챔버 내에 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항 기재의 기판 탑재대가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 12의 유체 공급기구는 복수의 유체 토출 구멍을 구비한 제 1 판형상 부재와 복수의 상기 유체 토출 구멍에 공유되어 해당 유체 토출 구멍에 유체를 공급하기 위한 유체 공급로를 형성하는 홈을 구비한 제 2 판형상 부재를 접합하여 구성된 판형상 부재를 갖고, 상기 제 1 판형상 부재의 표면에 세라믹 용사막이 형성된 유체 공급기구로서, 상기 홈의 바닥부가 곡면형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 유체 유로 내에 용사 잔류물이 남는 것을 방지할 수 있어, 용사 잔류물에 의한 오염의 발생이나, 유체 유로의 구멍막힘의 발생을 방지하는 것이 가능한 기판 탑재대, 기판 탑재대의 제조 방법, 기판 처리 장치, 유체 공급기구를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 실시예에 관한 기판 처리 장치로서의 플라즈마 에칭 장치의 단면구성을 나타내는 것이다. 우선, 도 1을 참조하여 플라즈마 에칭 장치의 구성에 대하여 설명한다.
플라즈마 에칭 장치(1)는 전극판이 상하 평행하게 대향하고, 플라즈마 형성용 전원이 접속된 용량 결합형 평행평판 에칭 장치로서 구성되어 있다.
플라즈마 에칭 장치(1)는 예컨대 표면이 양극산화 처리된 알루미늄 등으로 이루어지고 원통형 형상으로 성형된 처리챔버(처리용기, 2)를 갖고 있고, 이 처리 챔버(2)는 접지되어 있다. 처리 챔버(2) 내의 바닥부에는 세라믹 등의 절연판(3)을 거쳐서, 피 처리물, 예컨대 반도체 웨이퍼 W를 탑재하기 위한 대략 원주형상의 서셉터 지지대(4)가 마련된다. 또한, 이 서셉터 지지대(4) 위에는 하부 전극을 구성하는 기판 탑재대(서셉터, 5)가 마련되어 있고, 기판 탑재대(5)에는 하이패스필터(HPF, 6)가 접속되어 있다. 이 기판 탑재대(5)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
서셉터 지지대(4)의 내부에는 냉매실(7)이 마련되어 있고, 이 냉매실(7)에는 냉매가 냉매 도입관(8)을 거쳐서 도입되어 순환하고, 그 냉열이 기판 탑재대(5)를 거쳐서 반도체 웨이퍼 W에 대하여 열전도 되고, 이에 따라 반도체 웨이퍼 W가 소망하는 온도로 제어된다.
기판 탑재대(5)는 그 상측 중앙부가 볼록 형상의 원판형상으로 성형되고, 그 위에 반도체 웨이퍼 W와 대략 동일 형상의 정전척(11)이 마련된다. 정전척(11)은 절연재(세라믹 용사막으로 이루어진다, 10)의 사이에 전극(12)을 배치해서 구성되어 있다. 그리고, 전극(12)에 접속된 직류 전원(13)으로부터 예컨대 1.5 kV의 직류 전압이 인가됨으로서, 예컨대 쿨롱 힘에 의해서 반도체 웨이퍼 W를 정전, 흡착한다.
절연판(3), 서셉터 지지대(4), 기판 탑재대(5), 정전척(11)에는 반도체 웨이퍼 W의 이면에, 열전도 매체(예컨대 He 가스 등)를 공급하기 위한 가스통로(14)가 형성되고 있고, 이 열전도 매체를 거쳐서 기판 탑재대(5)의 냉열이 반도체 웨이퍼 W에 전달되어 반도체 웨이퍼 W가 소정의 온도로 유지되게 되어 있다.
기판 탑재대(5)의 상단 주연부에는 정전척(11) 상에 탑재된 반도체 웨이퍼 W를 둘러싸도록, 환상의 포커스 링(15)이 배치되어 있다. 이 포커스 링(15)은 예컨대, 실리콘 등의 도전성 재료로 구성되고 있고, 에칭의 균일성을 향상시키는 작용을 갖는다.
기판 탑재대(5)의 상방에는 이 기판 탑재대(5)와 평행하게 대향해서 상부 전극(21)이 마련된다. 이 상부 전극(21)은 절연재(22)를 거쳐서, 처리 챔버(2)의 상 부에 지지되어 있다. 상부 전극(21)은 전극판(24)과 이 전극판(24)을 지지하는 도전성 재료로 이루어지는 전극 지지체(25)에 의해 구성되어 있다. 전극판(24)은 기판 탑재대(5)와의 대향면을 구성하고 다수의 토출 구멍(23)을 갖는다. 이 전극판(24)은 예컨대, 실리콘으로 구성되던지, 또는 표면에 양극산화 처리(알루마이트 처리)된 알루미늄에 석영커버를 마련하여 구성되어 있다. 기판 탑재대(5)와 상부 전극(21)은 그 간격이 변경 가능하게 되어 있다.
상부 전극(21)에 있어서의 전극 지지체(25)의 중앙에는 가스 도입구(26)가 마련되고, 이 가스 도입구(26)에는 가스 공급관(27)이 접속되어 있다. 또한, 이 가스 공급관(27)에는 밸브(28) 및 매스 플로우 컨트롤러(29)를 거쳐서, 처리 가스로서의 에칭 가스를 공급하기 위한 처리 가스 공급원(30)이 접속되어 있다.
처리 챔버(2)의 바닥부에는 배기관(31)이 접속되어 있고, 이 배기관(31)에는 배기 장치(35)가 접속되어 있다. 배기 장치(35)는 터보분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖추고 있고, 처리 챔버(2) 내를 소정의 감압분위기, 예컨대 1 Pa 이하의 소정의 압력까지 진공배기 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 처리 챔버(2)의 측벽에는 게이트밸브(32)가 마련되고 있고, 이 게이트밸브(32)를 열림으로 한 상태에서 반도체 웨이퍼 W가 인접하는 로드록 실(도시하지 않음)과의 사이에서 반송되게 되어 있다.
상부 전극(21)에는 제 1 고주파 전원(40)이 접속되고 있고, 그 급전선에는 정합기(41)가 개재, 삽입되어 있다. 또한, 상부 전극(21)에는 로우패스 필터(LPF, 42)가 접속되어 있다. 이 제 1 고주파 전원(40)은 50∼150 MHz 범위의 주파수를 갖고 있다. 이와 같이 높은 주파수를 인가함으로써 처리 챔버(2) 내에 바람직한 해리 상태로 또한 고밀도의 플라즈마를 형성할 수 있다.
하부 전극으로서의 기판 탑재대(5)에는 제 2 고주파 전원(50)이 접속되어 있고, 그 급전선에는 정합기(51)가 개재, 삽입되어 있다. 이 제 2 고주파 전원(50)은 제 1 고주파 전원(40)보다 낮은 주파수 범위를 갖고 있고, 이러한 범위의 주파수를 인가함으로써, 피 처리체인 반도체 웨이퍼 W에 대하여 손상을 주는 일 없이 적절한 이온작용을 부여할 수 있다. 제 2 고주파 전원(50)의 주파수는 1∼20 MHz의 범위가 바람직하다.
상기 구성의 플라즈마 에칭 장치(1)는 제어부(60)에 의해서, 그 동작이 통괄적으로 제어된다. 이 제어부(60)에는 CPU를 구비하여 플라즈마 에칭 장치(1)의 각부를 제어하는 프로세스 콘트롤러(61)와 사용자 인터페이스부(62)와 기억부(63)가 마련되어 있다.
사용자 인터페이스부(62)는 공정 관리자가 플라즈마 에칭 장치(1)를 관리하기 위해서 커맨드의 입력조작을 행하는 키 보드나, 플라즈마 에칭 장치(1)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 구성되어 있다.
기억부(63)에는 플라즈마 에칭 장치(1)에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 콘트롤러(61)의 제어로써 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)이나 처리 조건 데이터 등이 기억된 레시피가 저장되어 있다. 그리고, 필요에 따라서, 사용자 인터페이스부(62)로부터의 지시 등으로써 임의의 레시피를 기억부(63)로부터 호출하여 프로세스 콘트롤러(61)에 실행시킴으로써 프로세스 콘트롤러(61)의 제어하에서 플라즈마 에칭 장치(1)에서의 소망하는 처리를 행할 수 있다. 또한, 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는 컴퓨터로 독해 가능한 컴퓨터 기억 매체(예컨대, 하드 디스크, 씨디, 플렉시블 디스크, 반도체 메모리 등)등에 저장된 상태의 것을 이용하거나, 혹은, 다른 장치로부터 예컨대, 전용회선을 거쳐서 수시로 전송시켜 온라인으로 이용하거나 하는 것도 가능하다.
상기 구성의 플라즈마 에칭 장치(1)에 의해, 반도체 웨이퍼 W를 플라즈마 에칭하는 경우, 우선, 반도체 웨이퍼 W는 게이트밸브(32)가 개방된 후, 도시하지 않은 로드록 실에서 처리 챔버(2) 내로 반입되어 정전척(11) 상에 탑재된다. 그리고, 직류 전원(13)으로부터 직류 전압이 인가되는 것에 의해, 반도체 웨이퍼 W가 정전척(11) 상에 정전, 흡착된다. 이어서, 게이트밸브(32)가 닫혀지고, 배기 장치(35)에 의해 처리 챔버(2) 내가 소정의 진공도까지 진공, 배기된다.
그 후, 밸브(28)가 개방되어, 처리 가스 공급원(30)으로부터 소정의 처리 가스(에칭 가스)가 매스 플로우 컨트롤러(29)에 의해서 그 유량이 조정되면서, 가스 공급관(27), 가스 도입구(26)를 통하여 상부 전극(21)의 중공부로 도입되고, 또한 전극판(24)의 토출 구멍(23)을 통해서, 도 1의 화살표로 도시하는 바와 같이 반도체 웨이퍼 W에 대하여 균일하게 토출된다.
그리고, 처리 챔버(2)내의 압력이 소정의 압력으로 유지된다. 그 후, 제 1 고주파 전원(40)으로부터 소정 주파수의 고주파 전력이 상부 전극(21)에 인가된다. 이에 따라, 상부 전극(21)과 하부 전극으로서의 기판 탑재대(5)와의 사이에 고주파 전계가 발생하여, 처리 가스가 해리하여 플라즈마화한다.
한편, 제 2 고주파 전원(50)으로부터 상기의 제 1 고주파 전원(40)보다 낮은 주파수의 고주파 전력이 하부 전극인 기판 탑재대(5)에 인가된다. 이에 따라, 플라즈마 중의 이온이 기판 탑재대(5) 측으로 인입되어 이온 어시스트에 의해 에칭의 이방성이 높아진다.
그리고, 플라즈마 에칭이 종료하면, 고주파 전력의 공급 및 처리 가스의 공급이 정지되어, 상기한 순서와는 역의 순서로, 반도체 웨이퍼 W가 처리 챔버(2) 내에서 반출된다.
다음에, 도 2 내지 4를 참조하여, 본 실시예에 관한 기판 탑재대(서셉터, 5)에 대하여 설명한다. 도 2 내지 4에 도시하는 바와 같이 기판 탑재대(5)는 원판형상으로 형성된 제 1 판형상 부재(510)와 원판형상으로 형성된 제 2 판형상 부재(520)를 접합하여 구성되고, 전체로서 원판형상으로 형성된다. 본 실시예에서는 이들의 제 1 판형상 부재(510) 및 제 2 판형상 부재(520)는 알루미늄으로 구성되어 있다.
제 1 판형상 부재(510)에는 도 2, 3에 도시하는 바와 같이 다수의 가스 토출 구멍(511)이 마련되어 있다. 또한, 제 2 판형상 부재(520)에는 도 2, 4에 도시하는 바와 같이 상기의 각 가스 토출 구멍(511)에 가스를 공급하는 가스 공급로를 형성하기 위한 홈(521)이 동심원 형상으로 형성되어 있다. 이 홈(521) 중, 가장 바깥둘레부에 마련된 홈(521)은 제 1 판형상 부재(510) 가장 바깥둘레부에 마련된 복수의 가스 토출 구멍(511)에 의해서 공유되도록 되어 있다. 또한, 가장 바깥둘레부 이외에 마련된 복수의 동심원 형상의 홈(521) 및 이들을 접속하는 직경 방향의 홈은 제 1 판형상 부재(510) 가장 바깥둘레부 이외에 마련된 복수의 가스 토출 구멍(511)에 의해서 공유되도록 되어 있다. 이것에 의해서, 냉각 가스의 가스압을 반도체 웨이퍼 W의 가장 바깥 둘레부(에지부)와 그 밖의 부위에서 변경할 수 있도록 되어 있다.
또한, 도 3에 도시하는 바와 같이 제 1 판형상 부재(510)에는 반도체 웨이퍼 W의 탑재시에 반도체 웨이퍼 W를 승강시키기 위한 핀이 각기 배치되는 3개의 핀 구멍(512)이 마련되어 있고, 도 4에 도시하는 바와 같이 이들의 핀 구멍(512)에 대응하는 위치에 제 2 판형상 부재(520)에도 핀 구멍(522)이 마련되어 있다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이 제 2 판형상 부재(520)에는 가장 바깥둘레 및 그 밖의 홈(521)에 각기 냉각 가스를 공급하기 위한 2개의 가스 공급 구멍(523) 및 가장 바깥둘레 및 그 밖의 홈(521)의 세정시에 사용하기 위한 복수(도 4에 나타내는 예에서는 합계 8개)의 세정용 구멍(524)이 마련되어 있다. 또한, 이들의 세정용 구멍(524)은 후술하는 세정공정 등의 제조공정에서 사용되는 것으로, 기판 탑재대(5)의 사용시에는 폐색부재에 의해서 폐색된다.
도 2에 도시되는 가스 토출 구멍(511)의 직경은 예컨대 1 mm 정도로 되어 있다. 한편, 도 2에 도시되는 홈(521)의 폭은 예컨대 3 mm정도, 깊이는 예컨대 2 mm 정도로 되어 있다. 또한, 홈(521)의 바닥부(521a)는 곡면형상으로 되어 있고, 본 실시예에서는 그 단면형상이 하부를 향해 볼록형상으로 되는 반경이 예컨대 1.5 mm의 R면으로 되어 있다. 이와 같이, 홈(521)의 바닥부(521a)의 형상을 곡면형상으로 하는 것은 여기에 용사 세라믹이 강고하게 부착하기 어렵게 하기 위한 것이다. 따라서, 바닥부(521a) 중 적어도 가스 토출 구멍(511)과 대향하는 부위(즉, 바닥부(521a) 중 가스 토출 구멍(511)의 바로 아래 부근)만이 곡면형상으로 되어 있으면 좋지만, 홈(521) 전체의 절삭공정을 동일한 공정에서 실행할 수 있도록, 본 실시예에서는 홈(521) 전체에 걸쳐 그 바닥부(521a)를 곡면형상으로 하고 있다. 이들의 홈(521) 등으로부터 가스 토출 구멍(511)으로 냉각 가스를 공급하는 가스 공급로가 구성되어 있고, 홈(521) 내 등의 가스 공급로의 내벽은 양극 산화 피막(알루마이트 피막, 도시하지 않음)에 의해서 덮혀져 있다.
또한, 제 1 판형상 부재(510)의 상측의 탑재면에는 정전척(11)이 마련되어 있다. 이 정전척(11)은 Al2O3 등의 세라믹 용사막으로 이루어지는 절연재(10) 사이에, 금속(본 실시예에서는 텅스텐의 금속 용사막)으로 이루어지는 전극(12)을 배치하여 구성되어 있다.
다음에, 상기 기판 탑재대(5)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 우선, 알루미늄제의 원판에 다수의 가스 토출 구멍(511)을 형성하여 제 1 판형상 부재(510)를 형성함과 동시에, 알루미늄제의 원판에 가스 토출 구멍(511)으로의 가스 공급로로 되는 홈(521)을 형성한 제 2 판형상 부재(520)를 형성한다. 또, 제 1 판형상 부재(510)에는 상기한 핀 구멍(512), 제 2 판형상 부재(520)에는 상기한 핀 구멍(522), 가스 공급 구멍(523) 및 세정용 구멍(524)등도 형성한다.
다음에, 상기 제 1 판형상 부재(510)와 제 2 판형상 부재(520)를 납땜 등에 의해서 용접, 접합한다. 이 납땜 공정에서는 접합면 근방의 부재 표면이 거칠어지 는 경향이 있지만, 이와 같이 부재 표면이 거칠어진 상태로 되면, 후술하는 세라믹 용사 공정에서, 표면이 거칠어진 부분에 용사 세라믹이 강고하게 부착해 버리는 경우가 있다. 이 때문에, 예컨대 도 5에 도시하는 바와 같이 홈(621)의 바닥부(621a)에 있어서, 제 1 판형상 부재(610)와, 제 2 판형상 부재(620)를 용접, 접합하면, 홈(621)의 바닥부(621a)가 거칠어진 상태로 되어, 덩어리 형태의 용사 세라믹(630)이 강고하게 부착할 가성이 높아진다. 그래서, 본 실시예에서는 도 2에 도시하는 바와 같이 홈(521)의 바닥부가 아니라 홈(521)의 상부에 있어서, 제 1 판형상 부재(510)와 제 2 판형상 부재(520)를 납땜하는 구조로 되어 있다. 이러한 구조를 채용함으로써, 덩어리 형태의 용사 세라믹(530)이 부착하기 쉬운 홈(521)의 바닥부(521a)가 거친 상태로 되는 것을 억제할 수 있다.
다음에, 가스 토출 구멍(511)의 내측면 및 홈(521)의 내측면 등의 가스 공급로로 되는 부분에 양극산화 처리(알루마이트 처리)에 의해, 양극 산화 피막(알루마이트 피막)을 형성한다. 이 양극 산화 피막은 용사 세라믹이 강고하게 부착하기 어렵게 하는 효과를 갖는다. 이러한 양극 산화 피막의 형성에 있어서도, 상기한 바와 같이, 홈(521)의 바닥부(521a)가 거칠어진 상태로 되어 있지 않기 때문에, 표면이 매끄러운 양호한 양극 산화 피막을 형성할 수 있다. 그리고, 이러한 표면이 매끄러운 양호한 양극 산화 피막이 용사 세라믹이 강고하게 부착하기 어렵게 하는 효과를 증대시킨다.
다음에, 가스 공급 구멍(523) 및 세정용 구멍(524)등으로부터 압축공기 등의 기체를 공급하여 각 가스 토출 구멍(511)으로부터 압축공기 등의 기체를 분출하면 서, 탑재면에 Al2O3 등의 세라믹 용사막(10), 금속 용사막( 전극, 12), 세라믹 용사막(10)을 순차적으로 적층시켜 3층의 정전척(11)을 형성한다. 이 때, 기체의 분출에 의해, 가스 토출 구멍(511) 내에는 용사 세라믹 등이 들어가기 어렵게는 되어 있지만, 그 일부는 가스 토출 구멍(511)내에 들어가, 도 2에 점선으로 도시하는 바와 같이, 덩어리 형태의 용사 세라믹(530)으로 되어 그 바닥부(521a)에 부착한다. 그런데, 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 홈(521)의 바닥부(521a)가 곡면형상으로 되어 있기 때문에, 도 5에 도시한 바와 같이, 홈(621)의 바닥부(621a)가 평면의 경우에 비하여, 가스 토출 구멍(511) 내에 들어간 용사 세라믹 등이 강고하게 부착하는 것을 방지할 수 있다.
최후로, 홈(521) 내에 유체, 예컨대, 압축공기나 물을 도입하여 세정을 행하여, 세라믹 용사 공정에서 홈(521) 내에 부착한 덩어리 형태의 용사 세라믹(530)을 제거한다. 이 세정공정은 도 4에 나타낸 세정용 구멍(524) 및 가스 공급 구멍(523)을 사용하여 실행하고, 압축공기에 의한 에어 퍼지공정, 압축공기에 의한 에어 퍼지와 통수(通水)을 동시에 실행하는 공정, 아세톤 등의 용매에 침적하는 공정 등을 적절히 조합하여 실행할 수 있다. 이 때, 상술한 바와 같이, 가스 토출 구멍(511) 내에 들어간 용사 세라믹 등이 강고하게 부착하는 일이 없기 때문에, 홈(521) 내에 부착한 덩어리 형태의 용사 세라믹(530)을 용이하게 박리할 수 있어, 용사 잔류물이 남을 확률을 종래에 비하여 대폭 저감할 수 있다.
실제로, 상기한 도 2에 도시한 바와 같은 구조의 실시예에 대하여, 세라믹 용사 후에, 세정공정을 실시한 바, 에어 퍼지 공정만으로 덩어리 형태의 용사 세라믹(530)을 모두 제거할 수 있어, 홈(521) 내의 덩어리 형태의 용사 세라믹(530)의 잔류물의 개수를 제로로 할 수 있었다. 한편, 비교예로서, 도 5에 도시한 바와 같이 홈(621)의 바닥부(621a)가 평면 형상의 기판 탑재대에 대하여 조사한 바, 에어 퍼지 공정, 에어 퍼지와 통수(通水)를 동시에 실행하는 공정, 아세톤에 침지하는 공정, 에어 퍼지 공정, 에어 퍼지와 통수(通水)를 동시에 실행하는 공정을 순차적으로 실시하여 세정을 행하였음에도 불구하고, 홈(621) 내의 덩어리 형태의 용사 세라믹(630)의 잔류물의 개수가 6개 있어, 제로로 할 수 없었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 냉각 가스 공급로 내에 용사 잔류물이 남는 것을 방지할 수 있어, 용사 잔류물에 의한 오염의 발생이나, 유체 유로의 구멍막힘의 발생을 방지할 수 있다. 또, 본 발명은 상기 의 실시예에 한정되는 것이 아니고, 각종 변형이 가능하다. 예컨대, 상기의 실시예에서는 본 발명을 플라즈마 에칭 장치에 적용한 경우에 대하여 설명했지만, 플라즈마 에칭 장치에 한하지 않고, 예컨대 CVD 장치 등 모든 기판 처리 장치에 대해서도 마찬가지로 해서 적용할 수 있다. 또한, 상기 실시예에서는 본 발명을 냉각 가스를 공급하는 기판 탑재대에 적용한 실시예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 기판 탑재대에 한하지 않고, 처리 가스 등의 다른 유체를 공급하기 위한 유체 공급기구에 대해서도 마찬가지로 해서 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 플라즈마 에칭 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 관한 기판 탑재대의 요부 단면 구성을 확대해서 도시한 도면.
도 3은 도 2의 기판 탑재대의 제 1 판형상 부재의 상면측의 구성을 도시한 도면.
도 4는 도 2의 기판 탑재대의 제 2 판형상 부재의 상면측의 구성을 도시한 도면.
도 5는 비교예의 기판 탑재대의 요부 단면 구성을 확대해서 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
5 : 기판 탑재대 10 : 절연재(세라믹 용사층)
11 : 정전척 12 : 전극
510 : 제 1 판형상 부재 511 : 토출 구멍
520 : 제 2 판형상 부재 521 : 홈
521a : 바닥부

Claims (12)

  1. 기판이 탑재되는 탑재면과 상기 탑재면에 개구하여 해당 탑재면 상에 가스를 공급하는 복수의 가스 토출 구멍과 상기 가스 토출 구멍으로 가스를 공급하기 위한 가스 공급로를 갖는 판형상 부재를 구비하고, 상기 탑재면을 피복하는 세라믹 용사층이 마련된 기판 탑재대로서,
    상기 가스 공급로의 내벽 중, 적어도 상기 가스 토출 구멍과 대향하는 바닥부가 곡면형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 탑재대.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급로는 복수의 상기 가스 토출 구멍에 의해 공유되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 탑재대.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 판형상 부재는 상기 가스 토출 구멍을 갖는 제 1 판형상 부재와, 바닥부가 곡면형상으로 된 홈을 갖는 제 2 판형상 부재를 접합하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 탑재대.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 판형상 부재에 상기 가스 공급로 내에 압축가스를 공급하기 위한 가스 공급 구멍과 상기 가스 공급로 내를 세정하기 위한 유체를 공급 또는 배출하기 위한 세정용 구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 탑재대.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판형상 부재가 알루미늄으로 이루어지고, 상기 가스 공급로 내에 양극 산화 피막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 탑재대.
  6. 기판이 탑재되는 탑재면과 상기 탑재면에 개구하여 해당 탑재면 상에 가스를 공급하는 복수의 가스 토출 구멍과 상기 가스 토출 구멍으로 가스를 공급하기 위한 가스 공급로를 갖는 판형상 부재를 구비하고, 상기 탑재면을 피복하는 세라믹 용사층이 마련된 기판 탑재대의 제조 방법으로서,
    상기 가스 공급로의 내벽 중, 적어도 상기 가스 토출 구멍과 대향하는 바닥부를 곡면형상으로 한 상기 판형상 부재를 형성하는 공정과,
    상기 가스 토출 구멍으로부터 압축가스를 토출시키면서, 상기 판형상 부재의 상기 탑재면에 세라믹 용사층을 형성하는 공정과,
    상기 가스 공급로의 내부를 세정하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기판 탑재대의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가스 공급로는 복수의 상기 가스 토출 구멍에 의해 공유되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 탑재대의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 판형상 부재는 상기 가스 토출 구멍을 갖는 제 1 판형상 부재와, 바닥부가 곡면형상으로 된 홈을 갖는 제 2 판형상 부재를 접합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 탑재대의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 판형상 부재에 마련된 가스 공급 구멍과, 상기 제 2 판형상 부재에 마련된 세정용 구멍을 이용하여, 상기 가스 공급로의 내부에 세정용 유체를 공급 및 배출하여 세정을 행하는 것을 특징으로 하는 기판 탑재대의 제조 방법.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판형상 부재가 알루미늄으로 이루어지고, 세라믹 용사층을 형성하는 공정의 앞에 상기 가스 공급로 내에 양극 산화 피막을 형성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기판 탑재대의 제조 방법.
  11. 기판을 수용하여 처리하는 처리챔버를 구비한 기판 처리 장치로서,
    상기 처리챔버 내에 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 탑재대가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 삭제
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