KR20050041926A - 정전 흡착 장치, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 - Google Patents

정전 흡착 장치, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20050041926A
KR20050041926A KR1020040086768A KR20040086768A KR20050041926A KR 20050041926 A KR20050041926 A KR 20050041926A KR 1020040086768 A KR1020040086768 A KR 1020040086768A KR 20040086768 A KR20040086768 A KR 20040086768A KR 20050041926 A KR20050041926 A KR 20050041926A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
plasma
processing
gas
electrostatic adsorption
Prior art date
Application number
KR1020040086768A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100802670B1 (ko
Inventor
사토요시츠토무
Original Assignee
동경 엘렉트론 주식회사
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 동경 엘렉트론 주식회사 filed Critical 동경 엘렉트론 주식회사
Publication of KR20050041926A publication Critical patent/KR20050041926A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100802670B1 publication Critical patent/KR100802670B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/707—Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details
    • G03F7/70708—Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details being electrostatic; Electrostatically deformable vacuum chucks
    • 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
    • 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
    • H01L21/68—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 positioning, orientation or alignment
    • 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
    • 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
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/2001—Maintaining constant desired temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Abstract

본 발명은 절연체의 기판을 이상 방전이나 절연 파괴를 일으키지 않고 안정적으로 확실하게 흡착하여 유지하기 위한 것이다. 절연 기판(G)이 탑재되는 탑재대(10)는 베이스 부재(12)상에 전도체 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 장방형 블록 형상의 서셉터(14)와, 이 서셉터(14)의 주위를 둘러싸는 절연체, 예컨대 석영으로 이루어지는 장방형 프레임 형상의 포커스 링(16)을 설치하며, 서셉터(14)의 주면(상면)상에 각각 용사법에 의해 형성되는 하부 유전체층(18), 전극층(20) 및 상부 유전체층(22)의 상층 구조로 이루어지는 정전 흡착부(24)를 설치하고 있다. 하부 유전체층(18) 및 상부 유전체층(22)은 체적 고유 저항이 1×1014Ω·㎝ 이상인 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2)의 세라믹스로 이루어진다. 전극층(20)에는, 직류(DC) 전류(34)의 출력 단자가 전기적으로 접속되어 있다.

Description

정전 흡착 장치, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법{ELECTROSTATIC ABSORPTION APPARATUS, PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD}
본 발명은 절연체로 이루어지는 피처리 기판을 정전적으로 흡착 고정하는 정전 흡착 장치 및 이것을 이용하는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display: FPD)의 패널 제조에 있어서는, 일반적으로 유리 등의 절연체로 기판상에 화소의 디바이스 또는 전극이나 배선 등이 형성된다. 패널 제조의 여러 공정중, 에칭(etching), CVD(chemical vapor deposition), 애싱(ashing), 스퍼터링(sputtering) 등의 미세 가공에서 플라즈마가 이용되고 있다. 이와 같은 플라즈마 처리를 실행하는 제조 장치에서는, 감압가능한 처리 용기내에서 기판을 탑재대상에 탑재하고, 기판의 상면(피처리면)을 처리 가스의 플라즈마에 노출하여 가공 처리를 실행하도록 하고 있다. 이 경우, 플라즈마 처리중의 발열에 의한 온도 상승을 억제하여 가공 처리를 실행하도록 하고 있다. 이 경우, 플라즈마 처리 중의 발열에 의한 온도 상승을 억제하여 기판의 온도를 일정하게 억제할 필요가 있고, 이 때문에 냉각 장치에 의해 온도 조절된 냉매를 탑재대내의 냉매 통로에 순환 공급하는 동시에, He 가스 등의 전열성이 양호한 가스를 탑재대중으로 통과시켜서 기판의 이면에 공급하여 기판을 간접적으로 냉각하는 방식이 잘 이용되고 있다. 이 냉각 방식은 He 가스의 공급 압력에 저항하여 기판을 탑재대상에 고정 및 유지해 두기 위한 기구를 필요로 한다.
도 13에, 플라즈마 처리 장치에 있어서 절연체의 기판을 정전 흡착력에 의해 유지하는 종래의 정전 흡착 장치의 구성을 도시한다. 이 정전 흡착 장치에 있어서, 탑재대(200)는 베이스 부재(202)상에 전도체로 이루어지는 서셉터(204)와, 절연체로 이루어지는 포커스 링(206)을 설치하고 있다. 절연 기판(G)은 기판 둘레 단부가 포커스링(206)의 상면에 피복되도록 하여 서셉터(204)의 상면에 탑재된다. 서셉터(204)의 내부에는 냉매 통로(208)가 설치되어 있고, 냉각 장치(도시하지 않음)로부터의 냉매가 냉매 유로(208)를 흐르도록 되어 있다. 또한, 서셉터(204)의 상면에는 다수의 관통 구멍(210)이 설치되어 있고, He 가스 공급부(도시하지 않음)로부터의 전열용 He 가스가 이러한 관통 구멍(210)을 통해 기판(G)의 이면에 소정의 압력으로 공급되도록 되어 있다.
서셉터(204)에는 고주파 전원(212)으로부터 수 ㎒ 내지 수십 ㎒의 고주파가 인가된다. 플라즈마 처리 중에 기판(G)상에는 처리 가스의 플라즈마(PZ)가 생성된다. 이 플라즈마(PZ)는 고주파 전원(212)으로부터의 고주파에 의해 생성되는 것이기도 하다. 후자의 경우, 고주파 전원(212)으로부터 서셉터(204)에 인가되는 고주파는 플라즈마(PZ)중의 이온을 기판(G)의 피처리면에 인입하기 위한 바이어스에 사용된다.
또한, 서셉터(204)에는 DC(직류) 전원(214)에 의해 수 kV 정도의 DC 전압이 인가된다. 이 DC 전압이 정극성 전압인 경우, 기판(G)의 상면(피처리면)에는 플라즈마(PZ)중의 음의 전하(전자, 음이온)를 끌어당겨서 축적하고, 이로써 기판(G) 상면의 음의 면전하와 서셉터(204) 사이에 서로 끌어당기는 정전력(쿨롱의 힘)이 작용하며, 이 정전 인력으로 기판(G)은 서셉터(204)상에 흡착 및 고정된다.
도 14에, 상기 정전 흡착 장치(도 13)를 개량한 종래 기술을 도시한다. 이 정전 흡착 장치에는, 서셉터(204)의 상면을 절연체층(216)으로 피복한다. 관통 구멍(210)은 서셉터(204) 내부의 가스 유로로부터 서셉터(204) 상면부 및 절연체층(216)을 관통하여 형성된다.
FPD용 절연 기판은 최근 점점 대형화의 요구가 높아지고 있다. 상기와 같은 정전 흡착 장치에 있어서는, 절연 기판의 사이즈가 커질수록 기판이 열응력에 의해 휘어지기 쉽기 때문에, 기판 온도의 제어에 사용하는 전열 가스(He 가스)의 공급 압력을 증가시키지 않으면 안되고, 이에 수반하여 기판을 고정 유지해 두기 위한 정전 흡착력을 증대시킬 필요가 있다. 그러나, 정전 흡착력을 증대시키기 위해서 서셉터에 전압을 인가하는 DC 전압을 높게 하면, 이상 방전(거의 아크 방전)이나 절연 파괴 등의 파손이 생기기 쉬워지는 문제가 있다.
실제로, 도 13의 종래예에서는, 절연 기판(G)의 대형화에 수반하여, 정전 흡착력을 증대시키기 위해 DC 전원(214)으로부터 서셉터(204)에 인가하는 DC 전압을 높게 하면, 서셉터(204) 상면의 둘레 단부와 플라즈마(PZ) 사이에 이상 방전이 생기기 쉬워, 서셉터(204)의 파괴(전극 파괴)가 생기기 쉬워진다. 이 점에서, 도 14의 종래예에서는, 절연체층(216)에 의해 상기와 같은 이상 방전을 어느 정도로 제어할 수 있다. 그러나, 아직 서셉터(204)와 포커스 링(206)의 간극이나 관통 구멍(210)내에서 노출되는 서셉터(204) 등으로부터 이상 방전이 일어날 우려가 있다. 또한, 서셉터(204)의 온도를 올리면, 서셉터(204)의 팽창률과 절연체층(216)의 팽창률 차이에 의해 절연체층(216)에 큰 열응력이 가해지고, 절연체층(216)에 균열이 생기기 쉬워진다. 이러한 균열은 기판 사이즈가 커질수록(일반적으로 기판 최장부 치수가 500㎜ 이상으로 되면) 발생하기 쉬워진다.
또한, 탑재대(200)상의 기판(G)의 흡착 불량, 단부 결손 또는 탑재 어긋남(반송 어긋남) 등도 이상 방전의 원인이 되지만, 이 문제에 대해서도 종래 기술에는 효과적인 해결법이 없었다. 이와 같이, DC 전압을 높여 가면 이상 방전이나 절연 파괴 등이 일어나기 용이해지는 것으로는, 정전 흡착력을 증대시키는 것이 어려워지고, 나아가서는 대형 기판에 대하여 면내의 균일한 온도 제어를 실행하기 어려워지며, 나아가서는 면내의 균일한 플라즈마 처리를 실행하기 어려워진다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 이상 방전이나 절연 파괴 등을 일으키지 않고 절연 기판에 대한 유지력을 증대할 수 있도록 한 신뢰성이 높은 정전 흡착 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 다른 목적은 절연 기판의 대형화에 대응하여 기판을 안정적으로 확실하게 유지할 수 있도록 한 정전 흡착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 절연 기판의 대형화에 대응하여 기판을 안정적으로 확실하게 유지하고, 기판 각부의 온도를 균일하게 제어하여 기판상에 면내의 균일한 플라즈마 처리를 실행하도록 한 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탑재대상의 피처리 기판의 유지 불량, 단부 결손 또는 탑재 어긋남에 기인하는 이상 방전을 방지할 수 있도록 한 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 정전 흡착 장치는, 플라즈마가 형성되는 공간내에서 절연체로 이루어지는 피처리 기판을 유지하기 위한 기판 유지 장치로서, 상기 기판을 지지하기 위한 전도체로 이루어지는 서셉터와, 상기 서셉터의 주요면에 용사법으로 형성된 제 1 유전체층과, 상기 제 1 유전체층상에 용사법으로 형성된 전극층과, 상기 전극층상에 용사법으로 형성된 제 2 유전체층과, 상기 전극층에 DC(직류) 전압을 인가하는 DC 전압 인가부를 갖고, 상기 전극층에 DC(직류) 전압을 인가함으로써 상기 제 2 유전체층상에 탑재된 상기 기판의 피처리면에 전하를 축적시켜서, 상기 전하와 상기 전극층 사이에 작용하는 정전 인력에 의해 상기 기판을 흡착하여 유지한다.
상기 구성에 있어서는, DC 전압 인가부로부터의 DC 전압이 제 1 및 제 2 유전체층에 의해 주위로부터 완전히 절연 분리된 전극층에 인가되고, 서셉터에 직접 인가되는 일은 없다. 이로써, 서셉터와 플라즈마 사이에 이상 방전이 생기기 어려운 것은 물론이고, DC 전압을 인가하는 전극층과 플라즈마 사이에서의 이상 방전을 방지할 수 있다. 제 1 및 제 2 유전체층에 있어서는, 고압의 DC 전압에 대하여 절연체로서의 신뢰성을 보증하는 동시에, 그 체적 고유 저항값이 1×1014Ω·㎝ 이상인 것이 바람직하고, 재질로는 A12O3 및 ZrO2중 적어도 한쪽을 주요 성분으로 하는 세라믹스가 바람직하다.
본 발명의 적절한 일 실시예에 따르면, 기판의 온도를 제어하기 위한 전열 가스의 관통 구멍이 서셉터로부터 제 2 유전체층의 상면까지 관통하여 설치되고, 전극층이 관통 구멍의 내벽면에 노출되지 않는 구조를 취한다. 이 관통 구멍 내벽 절연체 구조에 따르면, 전열 가스의 누출 경로가 기판과 제 2 유전체층 사이에서 가능하더라도, 전극층이 플라즈마와 전기적으로 결합하지 않고, 이상 방전은 일어나지 않는다. 또한, 서셉터에는 기판의 온도 제어를 냉각 방식 또한 가열 방식으로 실행하기 위한 냉각 기구 또는 가열 기구가 설치되면 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 서셉터에는 고주파 전원으로부터의 고주파가 소망하는 전력으로 인가된다. 이 경우, DC 전압 인가부가 DC 전압을 출력하는 직류 전원과, 이 고주파 전원으로부터의 고주파를 실질적으로 차단하고, 또한 DC 전압을 통과시키는 저항체 또는 저역 필터(low-pass filter)를 갖는 구성이 바람직하다. 그러한 저항체 또는 저역 필터의 고주파 차단 기능에 의해 DC 전압 인가부를 서셉터측의 고주파로부터 보호할 수 있다.
또한, 바람직한 일 실시예에 따르면, 서셉터가 저항체을 거쳐서 지면에 접지된다. DC 전압 인가부로부터 전극층에 DC 전압을 인가하면, 제 1 유전체층을 거친 용량 결합에 의해 서셉터의 전위도 상기 DC 전압 부근까지 상승하지만, 상기 저항체을 거쳐서 서셉터의 전위를 지면 전계 부근까지 내리고, 서셉터와 플라즈마 사이에서의 이상 방전을 방지할 수 있다.
또한, 바람직한 일 실시예에 따르면, 제 1 유전체층과 서셉터 사이에, 제 1 유전체층의 팽창률과 서셉터의 팽창률의 중간 팽창률을 갖는 열응력 완충재가 삽입된다. 상기한 바와 같이, 제 1 유전체층이 Al2O3 또는 ZrO2를 주성분으로 하는 세라믹스로 구성되고, 또한 서셉터가 Al 금속으로 이루어지는 경우, 이와 같은 열응력 완충재로서 Ni-5Al 합금을 적합하게 사용할 수 있다. 이와 같은 열응력 완충재의 삽입에 의해, 제 1 유전체층의 열응력 내성이 대폭 향상되며, 균열이 일어나기 어려워진다.
본 발명의 제 1 플라즈마 처리 장치는, 절연체로 이루어지는 피처리 기판에 소망하는 플라즈마 처리를 실시하기 위한 플라즈마 처리 장치로서, 상기 플라즈마 처리를 위한 처리 공간을 부여하는 처리 용기와, 상기 처리 용기내에서 상기 기판을 유지하기 위한 본 발명의 정전 흡착 장치와, 상기 처리실내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와, 상기 처리실의 실내를 배기하는 배기부와, 상기 처리실내에 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부를 갖는다.
상기 제 1 플라즈마 처리 장치에 있어서는, 절연 기판이 대형의 것이어도, 본 발명의 정전 흡착 장치가 상기 기판을 안정적으로 확실하게 유지하므로, 기판 각부의 온도를 균일하게 제어하여 기판상에 면내의 균일한 플라즈마 처리를 실행할 수 있다.
본 발명의 제 2 플라즈마 처리 장치는, 절연체로 이루어지는 피처리 기판에 소망하는 플라즈마 처리를 실시하기 위한 플라즈마 처리 장치로서, 상기 플라즈마 처리를 위한 처리 공간을 부여하는 처리 용기와, 상기 처리 용기내에 상기 기판을 유지하기 위한 본 발명의 정전 흡착 장치와, 상기 기판에 대하여 소정의 플라즈마 처리가 실행되는 처리실과, 상기 처리실내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와, 상기 처리실의 실내를 배기하는 배기부와, 상기 처리실내에 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부와, 상기 정전 흡착 장치의 제 2 유전체층상에 탑재되어 있는 상기 절연 기판의 이면에 전열 가스를 공급하는 전열 가스 공급부를 갖는다.
상기 제 2 플라즈마 처리 장치에 있어서, 본 발명의 정전 흡착 장치는, 기판의 온도를 제어하기 위한 전열 가스의 관통 구멍의 서셉터로부터 제 2 유전체층의 상면까지 관통하여 설치되고, 전극층이 관통 구멍의 내벽면에 노출되지 않는 구조, 즉 관통 구멍 내벽 절연 홈을 갖는다. 이로써, 관통 구멍내로부터의 이상 방전은 일어나지 않는다.
상기 제 2 플라즈마 처리 장치의 적절한 일 실시예에 있어서는, 전열 가스 공급부로부터 기판의 이면에 공급되는 전열 가스의 공급 유량을 모니터링하는 가스 유량 모니터부와, 가스 공급 유량의 측정값을 소정의 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 플라즈마 생성부를 작동시킬지의 여부를 결정하는 시퀀스 제어부가 설치된다. 바람직하게는, 전열 가스는 He 가스이고, 기판의 이면에 공급하는 가스 압력은 1Torr 내지 10Torr의 범위내로 설정되며, 정전 흡착 장치의 전극층에 인가하는 DC 전압은 2kV 내지 5kV의 범위내로 설정되면 된다.
적절한 일 실시예에 따르면, 상기 모니터 링크로는 제 1 압력으로 전열 가스를 기판의 이면에 공급하고, 기판에 대한 플라즈마 처리를 실행할 때에는 제 1 압력보다도 큰 제 2 압력으로 전열 가스를 기판의 이면에 공급한다.
본 발명의 플라즈마 처리 방법은, 상기 제 2 플라즈마 처리 장치를 이용하여 플라즈마 처리를 실행하는 방법으로, 상기 정전 흡착 장치의 제 2 유전체층상에 상기 기판을 탑재하는 단계와, 상기 처리 장치의 처리실에 처리 가스를 도입하는 단계와, 상기 정전 흡착 장치의 전극층에 DC 전압을 인가하는 단계와, 상기 DC 전압의 인가를 개시한 후에, 상기 전열 가스 공급부로부터 소정의 압력으로 상기 기판의 이면에 전열 가스를 공급하는 동시에 그 공급 유량을 모니터링하는 단계와, 상기 전열 가스 유량의 측정값을 소정의 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 처리실내에 처리 가스의 플라즈마를 발생시킬지의 여부를 결정하는 단계를 갖는다.
본 발명의 플라즈마 처리 방법에 따르면, 처리 가스를 처리 용기내에 도입하는 동시에 이것과 전후하여 정전 흡착 장치의 전극층에 DC 전압을 인가하고, 다음에 절연 기판에 전열 가스 압력을 가한다. 처리 가스의 도입에 의해 그 일부가 전리함으로써 유리 기판 상면이 적절하게 대전하고, 적절한 정전 흡착력을 얻을 수 있으며, 이 정전 흡착력하에서 전열 가스 누출 유량의 모니터링이 실행된다. 바람직한 일 실시예로서, 전열 가스 유량의 측정값이 기준값 이하일 때는, 처리실내에 상기 처리 가스의 플라즈마를 생성하여 기판에 대한 플라즈마 처리를 실행하면 되고, 전열 가스 유량의 측정값이 기준값을 초과할 때는, 처리실내에 처리 가스의 플라즈마를 생성시키지 않고 기판에 대한 플라즈마 처리를 중지하면 된다. 이로써, 탑재대상에서 기판의 유지 불량, 단부 결손 또는 탑재 어긋남 등에 기인하는 이상 방전을 방지할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 적절한 실시예를 설명한다.
실시예 1
도 1에 본 발명의 제 1 실시예에 의한 정전 흡착 장치의 구성을 도시한다. 이 정전 흡착 장치는 플라즈마 처리 장치의 처리 용기내에 FPD용 절연 기판 예컨대 유리 기판(G)을 고정 및 유지하는 것이고, 장방형의 유리 기판(G)에 대응한 장방형 형상의 탑재대(10)를 갖고 있다. 이 탑재대(10)에 있어서는, 베이스 부재(12)상에 전도체 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 장방형 블록 형상의 서셉터(14)와, 이 서셉터(14)의 주위를 둘러싸는 절연체 예컨대 세라믹이나 석영으로 이루어지는 장방형 프레임 형상의 포커스 링(16)을 설치하고, 서셉터(14)의 주면(상면)상에 각각 용사법에 의해 형성되는 하부 유전체층(18), 전극층(20) 및 상부 유전체층(22)의 3층 구조로 이루어지는 정전 흡착부(24)를 설치하고 있다.
여기서, 하부 유전체층(18) 및 상부 유전체층(22)은 그 체적 고유 저항값이 1×1014Ω㎝ 이상인 절연체, 바람직하게는 알루미나(Al2O3) 및 지르코니아(ZrO 2) 중 적어도 한쪽을 주성분으로 하는 세라믹스로 이루어진다. 전극층(20)은 임의의 전도체 재료이어도 좋고, 예컨대 텅스텐으로 이루어진다. 공지한 플라즈마 용사법에 의해, 서셉터(14)의 주면상에 하부 유전체층(18), 전극층(20) 및 상부 유전체층(22)의 3층을 순차적으로 중첩하여 형성할 수 있다.
서셉터(14)의 내부에는 냉매 유로(26)가 설치되어 있고, 냉각 장치(도시하지 않음)로부터의 온도 조절된 냉매가 냉매 유로(26)를 흐르도록 되어 있다. 또한, 서셉터(14)의 상면 및 정전 흡착부[(24)(18, 20, 22)]에는 다수의 관통 구멍(28)이 설치되어 있고, He 가스 공급계(도시하지 않음)로부터의 He 가스가 전열용 가스로서 서셉터 내부의 가스 유로 및 이러한 관통 구멍(28)을 통과하여 유리 기판(G)의 이면에 소정의 압력으로 공급되도록 되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 관통 구멍(28) 주위의 전극층(20)(사선으로 도시한 부분)에는 관통 구멍(28)보다도 큰 구경을 갖는 원형의 도려냄부(절결부)(20a)가 형성되어 있고, 전극층(20)은 관통 구멍(28)내에서도 노출하지 않으며, 관통 구멍(28)내의 중간부 또는 상부의 벽면은 하부 유전체층(18) 및 상부 유전체층(22)에 의해 구성된다. 또한, 전극층(20)의 외주 단부도 하부 유전체층(18) 및 상부 유전체층(22)의 외주 단부보다 내측에 인입되어 있고, 밖으로 노출되지 않는 구조로 되어 있다. 이와 같이, 전극층(20)의 전부가 하부 유전체층(18)과 상부 유전체층(22) 사이에 매설되어 있다.
도 1에 있어서, 서셉터(14)에는, 정합기(30)를 거쳐서 고주파 전원(32)의 출력 단자가 전기적으로 접속되어 있다. 이 고주파 전원(32)의 출력 주파수는 수 ㎒ 내지 수 +㎒의 범위로 선택되며, 출력 파워는 수 kW 정도로 선택된다. 한편, 정전 흡착부(24)의 전극층(20)에는, 직류(DC) 전원(34)의 출력 단자가 고주파 차단부(36)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 고주파 차단부(36)는 서셉터(14)측으로부터의 고주파를 차단하기 위한 것으로, 바람직하게는 1MΩ이상의 높은 저항값을 갖는 저항기 또는 직류를 통과시키는 저역 필터로 구성되면 된다. 스위치(38)는 전극층(20)에 대해 DC 전원(34)과 그랜드 전위를 전환하기 위한 것이다.
플라즈마 처리 중에 유리 기판(G)상에는 처리 가스의 플라즈마(PZ)가 생성된다. 이 플라즈마(PZ)는 고주파 전원(32)으로부터의 고주파에 의해 생성되는 경우도 있다면, 도시하지 않는 다른 고주파 전원으로부터의 고주파에 의해 생성되는 경우도 있다. 후자의 경우, 고주파 전원(32)으로부터 서셉터(14)에 인가되는 고주파는, 플라즈마(PZ) 중의 이온을 유리 기판(G)의 상면(피처리면)에 인입하기 위한 바이어스에 사용된다.
스위치(38)가 DC 전원(34)측으로 전환되면, DC 전원(34)으로부터의 DC 전압이 전극층(20)에 인가된다. 이 DC 전압이 전극성 전압인 경우, 유리 기판(G)의 상면에는 음의 전하(전자, 음이온)를 끌어당겨서 축적한다. 이로써, 유리 기판(G) 상면의 음의 전극층(20) 사이에 유리 기판(G) 및 상부 유전체층(22)을 삽입하여 서로 끌어당기는 정전력, 즉 쿨롱의 힘이 작용하고, 이 정전 인력으로 유리 기판(G)은 탑재대(10)상에 흡착 및 고정된다. 스위치(38)가 지면측으로 전환되면, 전극층(20)이 제전되고, 이에 수반하여 유리 기판(G)도 제전되어, 상기 쿨롱의 힘, 즉 정전 흡착력이 해제된다.
이 정전 흡착 장치에서는, DC 전원(34)으로부터의 DC 전압이 하부 유전체층(18) 및 상부 유전체층(22)에 의해 주위로부터 완전히 절연 분리된 전극층(20)에 인가되며, 서셉터(14)에 직접 인가되지 않는다. 이로써, 서셉터(14)와 플라즈마(PZ) 사이에서 이상 방전이 생기기 어려운 것은 물론, DC 전압이 인가되는 전극층(20)과 플라즈마(PZ) 사이에서도 이상 방전은 생기지 않는다. 특히, 관통 구멍(28)의 내벽도 유전체층(18, 22)으로 구성되어 있기 때문에, He 가스의 누출 경로가 기판(G)과 상부 유전체층(22)의 접촉면에 생기더라도, 이상 방전은 생기지 않는다. 따라서, DC 전압을 높게 하여 정전 흡착력을 증대시킬 수 있다. 이 때문에, He 가스 공급량을 증가시키는 것이 가능해지고, 유리 기판(G)의 사이즈가 크더라도 양호하고 또한 균일한 기판 온도 제어를 실행할 수 있다.
또한, 이 정전 흡착 장치에서는, 서셉터(14)와 DC 전원(34) 사이에 접속된 고주파 차단부(36)에 의해, 서셉터(14)측의 고주파가 DC 전원(34)측으로 누출되는 것을 저지하여, DC 전원(34)을 고주파로부터 보호할 수 있다.
실시예 2
도 3에, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 정전 흡착 장치의 구성을 도시한다. 도면중, 상기한 제 1 실시예의 것(도 1)과 동일한 구성 또는 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 부여한다. 이 제 2 실시예에서는, 서셉터(14)와 하부 유전체층(18) 사이에 막 형상(예컨대, 막두께 50㎛)의 열응력 완충재(40)를 설치하고 있다. 이 열응력 완충재(40)도 플라즈마 용사법으로 형성할 수 있다.
예컨대 플라즈마 에칭에서는, 그 플라즈마 처리 조건에도 의존하지만, 서셉터 온도를 80℃ 부근으로 설정하는 경우가 있다. 이 경우, 정전 흡착부(24)중 특히 유전체층(18, 22)과 서셉터(14) 사이의 팽창률 차이 때문에, 유전체층(18, 22)에 있어서 열 마모가 생기고, 절연 파괴를 초래하는 경우가 있다. 특히, 전극층(20)에 고전압을 인가하는 경우에는, 이 유전체층(18, 22)의 열응력에 의한 근소한 피로도 절연 파괴에 도달할 우려가 있다.
본 발명자는 유전체층(18, 22)의 열응력에 기인하는 절연 파괴에 대하여, 유전체층(18, 22)을 구성하는 절연체 재료 및 서셉터(14)를 구성하는 전도체 재료를 검토했다. 그 결과, 실온 내지 100℃ 사이의 재질의 팽창률 차이가 가장 중요하지만, 유전체층 또는 절연체 재료의 인성(특히 전단 응력 내성)도 매우 중요하다는 것이 판명되었다. 또한, 서셉터(14)의 재질로는 높은 전열성, 낮은 금속 오염, 높은 가공성을 갖는 것이 바람직하고, 유전체층(18, 22)의 재질로는 높은 절연성, 높은 유전율, 또한 서셉터 상면과의 높은 밀착성을 갖는 것이 바람직하다는 것이 확인되었다.
그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 서셉터(14)와 하부 유전체층(18)의 계면 영역에 전도체 재료인 열응력 완충재(40)를 개재시키는 것이 모든 관점에서 가장 효과적이라는 것이 판명되었다. 이 실시예에서는, 서셉터(14)의 재질을 A1 금속으로 하고, 하부 유전체층(18) 및 상부 유전체층(22)의 재질을 내전압성이 높은 알루미나(Al2O3) 또는 인성이 높은 지르코니아(ZrO2)로 하며, 열응력 완충재(40)를 Ni-5Al 합금으로 구성한다. 여기서, Ni-5Al 합금은 니켈과 알루미늄의 (원자) 혼성비가 1:5인 합금이고, 그 선팽창 계수는, 표 1에 도시한 바와 같이, 알루미나 혹은 지르코니아의 선팽창 계수보다도 크며, 알루미늄 금속의 선팽창 계수보다도 작다. 이와 같이, 열응력 완충재(40)의 재질로는 선팽창 계수(팽창률)가 유전체층(18, 22)과 서셉터(14)의 중간값이며, 또한 유전체층(18, 22)과의 밀착성이 높은 것이 바람직하다.
표 1
재질 Al 금속 Ni-5Al 합금 알루미나 지르코니아
선팽창 계수×10-6/℃ 23.1 12.0 6.4 10.5
이와 같이, 서셉터(14)와 하부 유전체층(18) 사이에 양자의 중간의 팽창률을 갖는 열응력 완충재(40)를 설치함으로써, 정전 흡착부(24)의 열응력 내성을 대폭 향상시키고, 열응력에 기인하는 유전체층(18, 22)의 절연 파괴를 저감할 수 있다. 이로써, 전극층(20)에 대한 고전압의 DC 인가가 높은 신뢰도로 가능해지고, 높은 신뢰성하에 유리 기판(G)을 탑재대(10)상에 안정적으로 확실하게 고정 및 유지할 수 있다.
실시예 3
도 4에, 본 발명의 제 3 실시예에 의한 정전 흡착 장치의 구성을 도시한다. 도면중, 상기한 제 1 및 제 2 실시예의 것(도 1, 도 3)과 동일한 구성 또는 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 부여한다.
본 발명의 정전 흡착 장치에서는, 전극층(20)과 서셉터(14)가 하부 유전체층(18)을 거쳐서 용량적으로 결합하고 있다. 이 때문에, 도 5에 도시한 바와 같이, DC 전원(34)으로부터 Φp(예컨대 5kV)의 DC 전압을 전극층(20)에 인가하면, 용량 커플링에 의해 서셉터(14)의 전위도 Φp에 가까운 Φso(예컨대 4kV 부근)으로 상승한다. 이 상태에서 플라스마를 착화하면(혹은 플라즈마 발생 중에 DC 인가를 개시하면), 고전위 상태의 서셉터(14)와 플라즈마(PZ) 사이에서 아크 방전이 발생할 우려가 있다.
따라서, 이 제 3 실시예에서는, 저항기(42)를 거쳐서 서셉터(14)를 지면에 접지하고 있다. 상기와 같은 용량 커플링에 의해 DC 전압 인가의 개시 직후에 서셉터(14)의 전위가 수 kV로 상승하여도, 저항기(42)를 거쳐서 서셉터(14)의 전위를 도 5의 Φs1과 같이 지수 함수적으로 조속히 그랜드 전위까지 내릴 수 있다. 이로써, 서셉터(14)와 플라즈마(PZ) 사이의 아크 방전을 방지할 수 있다. 한편, 저항기(42)는 고주파 전원(32)으로부터 서셉터(14)에 인가되어 있는 고주파를 실질적으로 차단할 수 있는 높은 저항값(R42)을 가질 필요가 있다. 이 저항기(42)에 있어서, 고주파 차단 기능과 상기와 같은 직류 전위 클램프 기능을 양립시키기 위한 저항값(R42)의 적정 범위는 1MΩ내지 10MΩ이다.
실시예 4
다음에, 본 발명의 정전 흡착 장치를 구비한 플라즈마 처리 장치의 실시예를 설명한다. 도 6에, 일 실시예에 의한 유도 결합 플라즈마(ICP) 에칭 장치의 구성을 도시한다. 이 플라즈마 에칭 장치는, 저압이며 고밀도의 플라즈마 생성을 가능하게 하고, 예컨대 LCD 제조에 있어서 유리 기판상에 박막 트랜지스터(TFT)를 형성할 때에, 메탈막, ITO막, 산화막 등을 고속으로 에칭하기 위해서 이용된다. 도면 중, 상기한 제 1 내지 제 3 실시예의 것(도 1 내지 도 4)과 동일한 구성 또는 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 부여한다.
이 플라즈마 에칭 장치는, 전도체 재료 예컨대 내벽면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각기둥 형상으로 기밀한 본체 용기(50)를 갖고 있다. 이 본체 용기(50)는 지면에 접지되어 있다. 본체 용기(50)의 내부는 수평으로 연장되는 유전체벽(52)에 의해 상부의 안테나실(54)과 하부의 처리실(56)로 구획되어 있다. 유전체벽(52)은 Al2O3 등의 세라믹 혹은 석영 등으로 이루어지고, 처리실(56)측의 천정벽을 구성하고 있다. 안테나실(54)의 측벽(54a)과 처리실(56)의 측벽(56a) 사이에는, 내측으로 돌출하는 지지 선반(58)이 설치되어 있고, 이 지지 선반(58)상에 유전체벽(52)이 밀봉 부재(도시하지 않음)를 거쳐서 설치되고, 비스(도시하지 않음)에 의해 고정된다.
유전체벽(52)은 조립 구조로 되어 있고, 그 하면의 대략 전면이 세라믹스, 석영 등의 유전체로 구성된 커버 부재(60)로 피복되어 있고, 그 내부에는 처리 가스 공급용 샤워 헤드(62)가 설치되어 있다. 이 샤워 헤드(62)는 예컨대 내면이 알루마이트 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 이 샤워 헤드(62)내에는 수평으로 넓어져서 연장되는 가스 유로 또는 버퍼실(64)이 형성되어 있다. 그리고, 이 버퍼실(64)에는, 하방을 향해서 연장되고 커버 부재(60)를 거쳐서 개구하는 복수의 가스 토출 구멍(64a)이 연통되어 있다. 한편, 유전체벽(52)의 상면 중앙에는, 버퍼실(64)로 연통하는 가스 공급관(66)이 장착되어 있다. 가스 공급관(66)은 본체 용기(50)의 천정으로부터 그 외측으로 관통하고, 처리 가스 공급원 및 밸브 시스템 등을 포함하는 처리 가스 공급계(68)에 접속되어 있다. 플라즈마 에칭 중에는, 처리 가스 공급계(68)로부터의 처리 가스가 가스 공급관(66)을 거쳐서 샤워 헤드(64)내로 도입되고, 그 하면의 가스 공급 구멍(64a)으로부터 처리실(56)내로 토출되도록 되어 있다.
안테나실(54)내에는 유전체벽(52)상에 대략 각형(角形) 스파이럴 형상으로 감긴 평면형의 코일 안테나로 이루어지는 고주파 안테나(70)가 배치되어 있다. 이 고주파 안테나(70)의 스파이럴 중심 단부는 본체 용기(50)의 천정으로부터 외부로 도출되고, 정합기(72)를 거쳐서 고주파 전원(74)의 출력 단자에 전기적으로 접속되어 있다. 한편, 소용돌이의 외측 단부는 본체 용기(52)에 전기적으로 접속되고, 본체 용기(52)를 거쳐서 지면에 접지되어 있다.
플라즈마 에칭 중에는, 고주파 전원(74)으로부터 소정의 주파수, 예컨대 13.56㎒의 고주파 전력이 정합기(72)를 거쳐서 고주파 안테나(70)에 공급됨으로써, 고주파 안테나(30)와 평행한 교번 전계가 처리실(56)내에 형성되고, 이 교번 전계에 의해 샤워 헤드(64)로부터 처리실(56)내에 공급된 처리 가스가 플라즈마화된다. 고주파 전원(74)의 출력 파워는 플라즈마를 발생시키기에 충분한 값으로 되도록 적절히 설정되면 된다.
처리실(56)내의 하방에는 유전체벽(52)을 삽입하여 고주파 안테나(70)와 대향하도록, 본 발명에 의한 정전 흡착 장치의 탑재대(10)가 설치된다. 이 플라즈마 에칭 장치에서는, 탑재대(10)가 절연체로 이루어지는 트레이(76)에 수납되고, 또한 중공의 지주(78)에 지지된다. 지주(78)는 본체 용기(50)의 바닥부를 기밀 상태를 유지하면서 관통하고, 본체 용기(50) 이외에 배치된 승강 기구(도시하지 않음)에 지지되어 있다. 기판(G)의 반입출시에는, 상기 승강 기구의 구동에 의해 탑재대(10)를 상하 방향으로 이동시키도록 하고 있다. 트레이(76)와 본체 용기(50)의 바닥판부 사이에는, 지주(78)를 기밀하게 포위하는 벨로우즈(80)가 설치되어 있고, 탑재대(10)의 상하 이동에 의해서도 처리실(56)내의 기밀성이 유지되도록 되어 있다. 또한, 처리실(56)의 측벽(56a)에는 기판 반입 출구를 개폐하기 위한 게이트 밸브(82)가 설치되어 있다.
탑재대(10)의 베이스 부재(12)는 알루미늄, 스테인리스 등의 전도체 재료로 구성되고, 이 베이스 부재(12)에 고주파 전원(32)이 정합기(30) 및 급전봉을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 플라즈마 에칭 중에, 고주파 전원(32)으로부터 예컨대 32㎒의 바이어스용 고주파가 베이스 부재(12)를 거쳐서 서셉터(14)에 인가되고, 처리실(56)내에 생성된 플라즈마중의 이온이 효과적으로 탑재대(10)상의 유리 기판(G)으로 인입된다. 여기서, 고주파 전원(32)으로부터 공급하는 고주파 전력은, 통상은 상부 고주파 전원(74)으로부터 공급되는 플라즈마 생성용 고주파 전력보다도 낮은 값으로 설정된다.
탑재대(10)의 각부에 대한 배관이나 배선은 모두 중공의 지주(78)내를 통해 본체 용기(50) 외부로 인출되고, 각종 용력원 혹은 각종 용력/제어 기기에 접속되어 있다. He 가스 공급계(84)로부터 송출되는 He 가스는 PCV(Pressure Control Valve)(86)로 압력 조정되고 나서 탑재대(10)의 관통 구멍(28)으로 이송된다. PCV(86)에 장착되어 있는 유량 계측기(88)는 관통 구멍(28)측으로 공급되는 He 가스의 유량을 검출하는 것으로, 후술하는 정전 흡착시에 있어서의 He 가스의 누출 유량을 모니터링하기 위해서 이용된다. 유량 계측기(88)로 얻어진 가스 유량 측정값은 제어부(90)에 부여된다.
처리실(56)의 바닥부에 설치된 배기구에는, 배기관(92) 및 진공 펌프(도시하지 않음)를 포함하는 배기 기구(94)가 접속된다. 이 배기 기구(94)에 의해 처리실(56)의 실내가 배기되고, 플라즈마 처리 중에 처리실(56)내가 소정의 진공 분위기(예컨대 10mTorr=약 133㎩)로 유지된다. 제어부(90)는 마이크로 컴퓨터로 구성될 수도 있고, 이 플라즈마 에칭 장치의 각 부, 즉 고주파 전원(32, 74), 스위치(38), 처리 가스 공급계(68), He 가스 공급계(84), 배기 기구(94) 등을 개별적으로 제어하는 동시에, 장치 전체의 동작 시퀀스를 제어한다.
이 플라즈마 에칭 장치에 있어서는, 유리 기판(G)이 대형의 것일 수도 있고, 본 발명의 정전 흡착 장치가 상기 기판(G)을 안정적으로 확실하게 유지하기 때문에, 기판 각부의 온도를 균일하게 제어하여 기판상에 면내의 균일한 플라즈마 에칭을 실시할 수 있다.
다음에, 이 플라즈마 에칭 장치에 내장되어 있는 정전 흡착 장치의 바람직한 형태에 대하여 설명한다.
도 7에, 탑재대(10)상의 유리 기판(G)에 대한 전열용 He 가스의 기판 냉각 효과를 조사한 실험 결과를 도시한다. 이 실험에서는, He 가스의 공급 압력을 변화시키고, 기판상의 다른 위치에 설정한 계측 포인트의 온도를 열전대를 이용하여 측정했다. 대표적인 계측 포인트로서, 「센터」는 기판 중심부이고, 「에지」는 기판 단부이다. 주요 조건은 하기와 같다.
기판 사이즈(대각선 치수)=500㎜
기판의 판두께=0.7㎜
챔버내의 압력=30mTorr
처리 가스=O2
고주파 전력(13.56㎒/3.2㎒)=5000W/3000W
DC 전압=2500V
시간=180초
플라즈마 에칭 중에, 유리 기판(G)의 온도는 플라즈마로부터의 입열로 상승하지만, 서셉터(14)측으로부터 기판 이면에 He 가스를 접촉시킴으로써 기판 온도를 일정값까지 내리고, 또한 기판면내의 온도를 균일하게 유지할 수 있다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, He 가스 압력이 0Torr 내지 2Torr이면 압력 증가와 함께 그 냉각 효과도 증대하여 기판 온도는 저하하지만, 2Torr 이상(특히 3Torr 이상)으로 되면 냉각 효과에 포화가 보여진다. 이로써, 이 플라즈마 에칭 장치에 사용하는 전열용 He 가스 압력은 2Torr 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, He 가스 압력은 절연 기판의 이면에 작용하고, 탑재대로부터 절연 기판을 이탈시키거나 탑재 어긋남을 야기하는 방향으로 작용하기 때문에, 필요 이상의 He 가스 압력은 바람직하지 못하다. 이로써, He 가스 압력은 10Torr 정도를 상한으로 하는 것이 바람직하다.
도 8에, 전극층(20)에 인가하는 DC 전압과 유리 기판(G)에 관한 흡착 압력(정전 흡착력)의 관계를 도시한다. 도시하는 바와 같이, 흡착 압력은 DC 인가 전압의 제곱에 비례하여 증대한다. 도 7에 설명한 바와 같이, 기판 냉각 효과의 관점에서, He 가스 압력은 5Torr 정도이면 충분하다고 사료된다. 이것은 He 가스 압력에 저항해서 기판을 고정 및 유지해 두기 위한 흡착 압력은 5Torr로 충분하다는 것을 의미한다. 도 9에, 5Torr의 흡착 압력을 얻기 위해서 필요한 절연막 두께와 인가 전압의 관계를 특성 곡선(직선)(A)으로 도시하는 동시에, 절연막 자체의 절연 파괴 전압을 특성 곡선(직선)(B)으로 도시한다. 도면 중의 사선 부분의 영역(A와 B로 둘러싸여진 영역)이 실현가능한 절연막 두께와 인가 전압의 조합으로 된다. 이로써, 절연막 두께 400㎛, 인가 전압은 약 5kV 정도로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.
도 9에는, 유전체층(18, 22)의 재질로서 알루미나막에 대하여 설명하고 있지만, 용사법으로 성막한 지르코니아막에 대해서도 검토하여 충분히 사용할 수 있다는 것을 확인했다. 상술한 바와 같이 지르코니아는 인성이 높고 특히 열응력에 강하기 때문에, 정전 흡착부의 신뢰성을 높게 하는데도 적합하다. 또한, 지르코니아는 알루미나와 같이 플라즈마 내성이 우수하며, 게다가 그 비유전율은 20 내지 30으로 알루미나막(10)의 2배 이상으로 된다. 통상적으로, 흡착력(흡착 압력)은 유전체층의 비유전율의 제곱에 비례하여 증대하기 때문에, 장래적으로는 알루미나보다 유망한 세라믹스라고도 할 수 있다. 그 중에서도, 지르코니아는 막중의 리크 전류(호핑 전류)가 알루미나막보다 높고, 리크 전류를 억제하여 도 9의 신뢰성 보장을 확보하기 위해서는, 그 막두께를 두껍게 하지 않으면 안 되는 측면은 있다. 또한, 흡착 압력은 막두께의 제곱에 반비례하여 감소한다. 요컨대, 알루미나막은 내전압성이나 박막화의 면에서 우수하며, 지르코니아막은 인성 또는 내균열성이 우수하며, 모두 유전체층(18, 22)의 재질로서 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 유전체층(18, 22)을 구성하는 세라믹 재료에 있어서 알루미나(A12O3)와 지르코니아(ZrO2)를 혼재시킬 때에는, 그 성분비를 약 50% : 50%로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에 있어서와 같은 용사법으로 성막한 유전체층은 통상의 세라믹 소결체의 절연체층보다도 그 절연성이 우수하다. 또한, 용사법은 대면적의 부재 표면에서도 용이하게 유전체막을 형성할 수 있는 이점이 있고, 대형 기판을 향한 탑재대에 효과적으로 적용할 수 있다.
다음에, 도 10 및 도 11에 대하여, 이 실시예의 플라즈마 에칭 장치에 있어서의 특징적인 동작을 설명한다.
도 10에, 이 플라즈마 에칭 장치에 있어서의 탑재대(10) 주위의 주요부의 등가 회로를 도시한다. 이 등가 회로에 있어서, SW1은 전환 스위치(38), SW2는 고주파 전원(32)의 온/오프 스위치, R36 및 R42는 고주파 차단부(36), 저항기(42)의 저항, C18은 하부 유전체층(18)의 용량(capacitance), CG,22는 유리 기판(G)과 상부 유전체층(22)의 직렬 용량, Zp는 플라즈마의 임피던스이다. 또한, 노드(N20, N14 )는 전극층(20), 서셉터(14)에 대응하고 있다. 도 11에, 이 플라즈마 에칭 처리의 개시 직후의 동작 시퀀스를 나타낸다. 이 동작 시퀀스는 제어부(90)의 제어하에서 실행된다.
먼저, 처리 가스 공급계(68)를 작동시키고, 처리 가스를 샤워 헤드(94)를 통과시켜서 처리실(56)내로 도입한다. 이것과 전후하여, 스위치(SW1)(38)를 DC 전원(34)으로 전환한다. 이로써, DC 전원(34)으로부터의 DC 전압이 저항(R36)을 거쳐서 노드(N20)[전극층(20)]에 인가된다. 이 노드(20)의 전위는 대략 시정수(C18×(R36+R42)로 도 5의 Φp와 같이 상승한다. 이 DC 전압 인가에 의해 유리 기판(G)의 상면에 전하가 축적되고, 이 면전하와 탑재대(10)측의 전극층(20) 사이에 작용하는 정전 인력(쿨롱의 힘)에 의해 유리 기판(G)이 탑재대(10)[보다 정확하게는 상부 유전체층(22)]상에 고정 및 유지된다. 한편, 상기한 바와 같이 하여 노드(20)의 전위가 상승하면, 커패시터(C18)를 거친 커플링에 의해 노드(N14)[서셉터(14)]의 전위도 매달리도록 하여 상승한다. 그러나, 노드(N14)는 저항(R42)을 거쳐서 지면에 접지되어 있기 때문에, 노드(N14)의 전위는 대략 시정수[C18×(R36+R42 )]로 도 5의 Φs1과 같이 지수 함수적으로 조속히 지면 전위 부근까지 내려간다.
상기한 바와 같이 스위치(SW1)(38)를 DC 전원(34)으로 전환하여 소정 시간 후에, He 가스 공급계(84)를 작동시켜서, 탑재대(10)상의 기판(G)에 He 가스를 공급한다. 또한, 서셉터(14)의 냉매 유로(26)에는 플라즈마 처리를 개시하기 전부터 냉각 매체가 공급되어 있다. 이 He 가스의 공급을 개시함에 있어서는, 처리시의 설정값(예컨대 4Torr)보다도 낮은 공급 압력(예컨대 1.5Torr)을 선택한다. 그리고, 그 때의 He 가스 유량을 유량 계측기(88) 및 제어부(90)로 모니터링한다. 모니터값(He 유량계 측정값)이 기준값 이하로 되어 있을 때에는, 탑재대(10)에 있어서의 He 가스의 누출량이 허용 범위내에 있다고 판정하여, 스위치(SW2)를 온(on)으로 하여 고주파 전력을 투입하고, 플라즈마를 착화(SW3 온)시킨다. 그리고, He 가스 유량을 본래의 설정값(정상값)까지 증대시켜, 소정의 플라즈마 에칭을 실행한다. 그러나, 도 11의 점선으로 나타낸 바와 같이, 모니터값(He 가스 유량 측정값)이 기준값을 초과하고 있을 때는, 탑재대(10)에 있어서의 He 가스의 누출량이 허용 범위를 넘고 있다고 판정하여, 스위치(SW2, SW3)를 온으로 하지 않고, 이 시점에서, 결국 플라즈마를 발생시키지 않고 처리를 중단 또는 중지한다.
이와 같이 He 가스의 공급을 개시한 당초부터 상당한 가스 누출이 발생하는 원인으로는, 탑재대(10)상에서 유리 기판(G)에 설정한대로의 충분한 정전 흡착력이 작용하지 않는 경우나, 유리 기판(G)의 단부가 파손되어 있는 경우나, 유리 기판(G)의 탑재 위치가 어긋나 있는 경우 등이 사료된다. 어떻게 해도, 이와 같은 트러블을 갖은 채로 플라즈마를 발생시키면, 그 시점에서 이상 방전이 생겨서 전극 파손으로 되는 경우가 있다. 이 실시예에서는, 플라즈마의 발생전에 그러한 트러블을 He 가스 누출 유량의 모니터링에 의해 조기에 검출할 수 있기 때문에, 이상 방전을 미연에 방지할 수 있다.
이 실시예의 동작 시퀀스에 있어서, 우선 처리 가스를 처리실(56)내에 도입하고 나서 유리 기판(G)에 He 가스 압력을 부가하는 순서는 중요하다. 즉, 처리 가스의 도입에 의해 그 일부가 전이함으로써 유리 기판(G) 상면이 적절하게 대전하고, 적절한 정전 흡착력이 얻어진다. 이에 반하여, 처리 가스를 도입하지 않고 처리실(56)내를 고진공으로 한 상태로 He 가스 압력을 부가하는 순서에 있어서는, 유리 기판(G)에 부가되는 정전 흡착력이 매우 약하고, 낮은 He 가스 압력이라도 유리 기판(G)이 탑재대(10)상에서 이탈하거나 위치 어긋남을 일으킬 가능성이 있다. 또한, 처리 가스의 종류나 유량의 차이로 처리 가스 도입시의 정전 흡착력이 변화되는 경우도 있다. 처리 가스 도입만으로 충분한(예컨대 2Torr 이상의) 정전 흡착력을 얻을 수 있는 경우는, He 가스를 처음부터 본래의 설정 유량으로 공급하도록 할 수도 있다.
또한 처리 가스를 도입하는 타이밍과 스위치(SW1)를 온으로 하는 타이밍의 순서에 대해서는, SW1의 온을 먼저 하고 처리 가스의 도입을 나중에 하여도 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
실시예 5
도 12에, 본 발명의 정전 흡착 장치를 구비한 플라즈마 처리 장치의 다른 예로서 용량 결합형 플라즈마(CCP) 에칭 장치의 구성을 도시한다. 도면중, 상기 제 4 실시예에 있어서의 플라즈마 에칭 장치의 것(도 6)과 동일한 구성 또는 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 부여한다.
이 플라즈마 에칭 장치는, 예컨대 표면이 알루마이트 처리된 알루미늄으로 이루어지는 각기둥 형상으로 성형된 챔버(처리 용기)(100)를 갖고 있다. 이 챔버(100)내의 바닥부에는 본 발명에 의한 정전 흡착 장치의 탑재대(10)가 설치되어 있다. 여기서, 탑재대(10)의 베이스 부재(12)는 절연체 재료로 구성되며, 하부 전극을 구성하는 서셉터(14)는 챔버(100)로부터 절연 분리되어 있다.
탑재대(10)의 상방에는 서셉터(14)와 평행하게 대향하도록, 상부 전극으로서 기능하는 샤워 헤드(102)가 설치되어 있다. 샤워 헤드(102)는 챔버(100)의 상부에 지지되어 있고, 내부에 버퍼실(104)을 갖는 동시에, 서셉터(14)와 대향하는 하면에는 처리 가스를 토출하는 다수의 토출 구멍(106)이 형성되어 있다. 이 샤워 헤드(102)는 지면에 접지되어 있고, 서셉터(14)와 함께 한쌍의 평행 평판 전극을 구성하고 있다.
샤워 헤드(102)의 상면에는 가스 도입구(108)가 설치되고, 처리 가스 공급계(68)로부터의 처리 가스는 가스 도입구(108)를 통해 샤워 헤드(102)의 버퍼실(104)로 도입된다. 처리 가스(에칭 가스)로는, 할로겐계 가스, O2 가스, Ar 가스 등, 통상 이 분야에서 사용되는 가스를 사용할 수 있다. 고주파 전원(32)으로부터 서셉터(14)에 인가되는 고주파는 비교적 높은 고주파, 예컨대 13.56㎒로 선택되고, 플라즈마 생성용과 바이어스용으로 겸용된다. 이 CCP 에칭 장치에 있어서도, 상기 ICP 에칭 장치에 있어서의 것과 마찬가지로 본 발명의 효과가 얻어진다.
상기 실시예의 플라즈마 처리 장치는 에칭 장치에 관계된 것이었지만, 절연체막, 전도체막 혹은 전도체막 등의 플라즈마 CVD, 절연 기판 표면의 플라즈마 세정, 챔버 내벽의 플라즈마 클리닝 등의 적용예에도 동일하게 적용할 수 있다. 이 경우에, 정전 흡착 장치의 서셉터측을 접지하는 방식으로도 본 발명은 동일하게 적용 가능하다. 또한, 본 발명은 플라즈마 생성으로서 헬리콘파 플라즈마 생성, ECR(Electron Cyclotron Resonance) 플라즈마 생성을 이용한 플라즈마 처리 장치 등에도 적용 가능하다. 본 발명에 있어서의 전열 가스 누출 유량의 모니터링 기능 및 이 모니터링 기구에 기초한 이상 검출 기능 내지 동작 시퀀스 기능은, 상기와 같이 본 발명의 정전 흡착 장치를 구비한 플라즈마 처리 장치에 적절히 적용할 수 있지만, 전열 가스를 이용하는 임의의 정전 흡착 장치를 구비하는 플라즈마 처리 장치에 적용 가능하다.
그 외에도, 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 각종 변형이 가능하다. 예컨대, 본 발명의 정전 흡착 장치에 있어서의 전극층(22)에 음의 DC 전압을 인가하는 방식이나, 서셉터(14)내에 가열 기구를 설치하는 구성 등도 가능하다. 하부 유전체층(18)과 상부 유전체층(22)으로 상이한 절연체 재료를 사용하는 것도 가능하다. 본 발명에 있어서의 절연체의 피처리 기판은 LCD 유리 기판에 한정되지 않고, FPD용 임의의 절연 기판이나 다른 용도의 절연 기판에도 적용 가능하다.
본 발명의 정전 흡착 장치에 따르면, 상기와 같은 구성 및 작용에 의해, 이상 방전이나 절연 파괴 등을 일으키지 않고 절연 기판에 관한 유지력을 증대시켜서, 대형의 기판에서도 안정적으로 확실하게 유지하고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 따르면, 상기와 같은 구성 및 작용에 의해, 절연 기판의 대형화에 대응하여 기판을 안정적으로 확실하게 유지하고, 기판 전체를 균일하게 냉각하여 기판상에 면내의 균일한 플라즈마 처리를 실행할 수 있다. 또한, 탑재대상의 피처리 기판의 유지 불량, 단부 결손 또는 탑재 어긋남에 기인하는 이상 방전을 방지할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 정전 흡착 장치의 구성을 도시하는 개략 단면도,
도 2는 실시예의 정전 흡착 장치에 있어서의 탑재대의 주요부의 구성을 나타내는 개략 평면도,
도 3은 제 2 실시예에 있어서의 정전 흡착 장치의 개략 단면도,
도 4는 제 3 실시예에 있어서의 정전 흡착 장치의 개략 단면도,
도 5는 본 발명의 정전 흡착 장치에 있어서의 DC 전압 인가시의 서셉터 전위의 변화를 모식적으로 도시하는 도면,
도 6은 제 4 실시예에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 구성을 도시하는 개략 단면도,
도 7은 본 발명의 정전 흡착 장치에 있어서의 He 가스의 기판 냉각 효과를 도시하는 일 실험예의 그래프,
도 8은 본 발명의 정전 흡착 장치에 있어서의 흡착력과 인가 전압의 관계를 도시하는 그래프,
도 9는 본 발명의 정전 흡착 장치에 사용하는 유전체층의 바람직한 막두께를 나타내기 위한 그래프,
도 10은 실시예의 플라즈마 처리 장치의 주요부의 등가 회로를 도시하는 회로도,
도 11은 실시예의 플라즈마 처리 장치에 있어서의 동작 시퀀스를 도시하는 타임 시퀀스,
도 12는 제 2 실시 형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 구성을 도시하는 개략 단면도,
도 13은 일 종래예의 정전 흡착 장치의 구성을 도시하는 개략 단면도,
도 14는 다른 종래예의 정전 흡착 장치의 구성을 도시하는 개략 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
G : 유리 절연 기판 10 : 탑재대
12 : 베이스 부재 14 : 서셉터
16 : 포커스 링 18 : 하부 유전체층
20 : 전극층 22 : 상부 유전체층
24 : 정전 흡착부 26 : 냉매 유로
30 : 정합기 32 : 고주파 전원

Claims (21)

  1. 플라즈마가 생성되는 공간내에서 절연체로 이루어지는 피처리 기판을 정전적으로 흡착하여 유지하기 위한 정전 흡착 장치에 있어서,
    상기 기판을 지지하기 위한 전도체로 이루어지는 서셉터와,
    상기 서셉터의 주면에 용사법으로 형성된 제 1 유전체층과,
    상기 제 1 유전체층상에 용사법으로 형성된 전극층과,
    상기 전극층상에 용사법으로 형성된 제 2 유전체층과,
    상기 전극층에 DC 전압을 인가하는 DC 전압 인가부를 갖고, 상기 전극층에 상기 DC 전압을 인가함으로써 상기 제 2 유전체층상에 탑재된 상기 기판의 피처리면에 전하를 축적시키고, 상기 전하와 상기 전극층 사이에 작동하는 정전 인력에 의해 상기 기판을 흡착하여 유지하는
    정전 흡착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유전체층의 체적 고유 저항값이 1×1014 Ω·㎝ 이상인
    정전 흡착 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판의 온도를 제어하기 위한 전열 가스의 관통 구멍이 상기 서셉터로부터 상기 제 2 유전체층의 상면까지 관통하여 설치되며, 상기 전극층이 상기 관통 구멍의 내벽면에 노출되지 않는
    정전 흡착 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 온도를 제어하기 위한 전열 가스의 관통 구멍이 상기 서셉터로부터 상기 제 2 유전체층의 상면까지 관통하여 설치되고, 상기 전극층이 상기 관통 구멍의 내벽면에 노출되지 않는
    정전 흡착 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 서셉터에 소망하는 전력으로 고주파를 출력하는 고주파 전원이 전기적으로 접속되어 있는
    정전 흡착 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 DC 전압 인가부가 상기 DC 전압을 출력하는 전류 전원과, 상기 고주파 전원으로부터의 고주파를 실질적으로 차단하고, 또한 상기 DC 전압을 통과시키는 저항체 또는 저역 필터를 갖는
    정전 흡착 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 서셉터가 저항체를 거쳐서 지면에 접지되어 있는
    정전 흡착 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 저항체가 1MΩ 내지 10MΩ의 저항값을 갖는
    정전 흡착 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유전체층과 상기 서텝터 사이에, 상기 제 1 유전체층의 팽창률과 상기 서셉터의 팽창률의 중간 팽창률을 갖는 열응력 완충재가 삽입되어 있는
    정전 흡착 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유전체층이 Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 한쪽을 주성분으로 하는 세라믹스로 이루어지는
    정전 흡착 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 서셉터가 Al 금속으로 이루어지고, 상기 열응력 완충재가 Ni-5Al 합금으로 이루어지는
    정전 흡착 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 서셉터에 상기 기판을 냉각하기 위한 냉각 기구가 설치되는
    정전 흡착 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 서셉터에 상기 기판을 가열하기 위한 가열 기구가 설치되는
    정전 흡착 장치.
  14. 절연체로 이루어지는 피처리 기판에 소망하는 플라즈마 처리를 실시하기 위한 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    상기 플라즈마 처리를 위한 처리 공간을 부여하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기내에서 상기 기판을 유지하기 위한 제 1 항에 기재된 정전 흡착 장치와,
    상기 처리실내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와,
    상기 처리실의 실내를 배기하는 배기부와,
    상기 처리실내에 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부를 갖는
    플라즈마 처리 장치.
  15. 절연체로 이루어지는 피처리 기판에 소망하는 플라즈마 처리를 실시하기 위한 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    상기 플라즈마 처리를 위한 처리 공간을 부여하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기내에서 상기 기판을 유지하기 위한 정전 흡착 장치와,
    상기 기판에 대하여 소정의 플라즈마 처리가 실행되는 처리실과,
    상기 처리실내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와,
    상기 처리실의 실내를 배기하는 배기부와,
    상기 처리실내에 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부와,
    상기 정전 흡착 장치의 제 2 유전체층상에 탑재되어 있는 상기 절연 기판의 이면에 전열 가스를 공급하는 전열 가스 공급부를 갖는
    플라즈마 처리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전열 가스 공급부로부터 상기 기판의 이면으로 공급되는 상기 전열 가스의 공급 유량을 모니터링하는 가스 유량 모니터부와,
    상기 공급 유량의 측정값을 소정의 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 플라즈마 생성부를 작동시킬지의 여부를 결정하는 시퀀스 제어부를 갖는
    플라즈마 처리 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 전열 가스는 He 가스이고, 상기 기판의 이면에 공급하는 가스 압력은 1Torr 내지 10Torr의 범위내로 설정되며, 상기 정전 흡착 장치의 전극층에 인가하는 DC 전압은 2kV 내지 5kV의 범위내로 설정되는
    플라즈마 처리 장치.
  18. 제 16 항에 기재된 플라즈마 처리 장치를 이용하여 플라즈마 처리를 실행하는 방법에 있어서,
    상기 정전 흡착 장치의 제 2 유전체층상에 상기 기판을 탑재하는 단계와,
    상기 처리 장치의 처리실에 처리 가스를 도입하는 단계와,
    상기 정전 흡착 장치의 전극층에 DC 전압을 인가하는 단계와,
    상기 DC 전압의 인가를 개시한 후에, 상기 전열 가스 공급부로부터 소정의 압력으로 상기 기판의 이면에 전열 가스를 공급하는 동시에 그 공급 장치를 모니터링하는 단계와,
    상기 전열 가스 유량의 측정값을 소정의 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 처리실내에 처리 가스의 플라즈마를 생성시키는지 여부를 결정하는 단계 갖는
    플라즈마 처리 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 전열 가스 유량의 측정값이 상기 기준값 이하일 때는, 상기 처리실내에 상기 처리 가스의 플라즈마를 생성하여 상기 기판에 대한 플라즈마 처리를 실행하고, 상기 전열 가스 유량의 측정값이 상기 기준값을 초과할 때는, 상기 처리실내에 상기 처리 가스의 플라즈마를 생성시키지 않고 상기 기판에 대한 플라즈마 처리를 중지하는
    플라즈마 처리 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 모니터링에서는 제 1 압력으로 상기 전열 가스를 상기 절연 기판의 이면에 공급하고, 상기 기판에 대한 플라즈마 처리를 실행할 때는 상기 제 1 압력보다도 큰 제 2 압력으로 상기 전열 가스를 상기 절연 기판의 이면에 공급하는
    플라즈마 처리 방법.
  21. 절연체로 이루어지는 피처리 기판에 소망하는 플라즈마 처리를 실시하기 위한 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    상기 플라즈마 처리를 위한 처리 공간을 부여하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기내에서 상기 기판을 탑재하기 위한 탑재대와,
    상기 탑재대상에 상기 기판을 정전적인 흡착력으로 고정 및 유지하기 위한 정전 흡착부와,
    상기 탑재대상의 상기 기판을 기판 이면측으로부터 냉각 또는 가열하기 위한 온도 제어 기구와,
    상기 처리실에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와,
    상기 처리실내에 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부와,
    상기 정전 흡착 장치의 제 2 유전체층상에 탑재되어 있는 상기 절연 기판의 이면에 전열 가스를 공급하는 전열 가스 공급부와,
    상기 전열 가스 공급부로부터 상기 기판의 이면으로 공급되는 상기 전열 가스의 공급 유량을 모니터링하는 가스 유량 모니터부와,
    상기 가스 공급 유량의 측정값을 조성의 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 플라즈마 생성부를 작동시킬지 여부를 결정하는 시퀀스 제어부를 갖는
    플라즈마 처리 장치.
KR1020040086768A 2003-10-31 2004-10-28 정전 흡착 장치, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 KR100802670B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003373389A JP4421874B2 (ja) 2003-10-31 2003-10-31 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JPJP-P-2003-00373389 2003-10-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050041926A true KR20050041926A (ko) 2005-05-04
KR100802670B1 KR100802670B1 (ko) 2008-02-12

Family

ID=34649483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040086768A KR100802670B1 (ko) 2003-10-31 2004-10-28 정전 흡착 장치, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4421874B2 (ko)
KR (1) KR100802670B1 (ko)
CN (1) CN1311538C (ko)
TW (1) TW200515841A (ko)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100683252B1 (ko) * 2005-10-27 2007-02-15 주식회사 래디언테크 급전 장치 및 이를 포함하는 플라즈마 처리 장치
KR101110934B1 (ko) * 2007-07-13 2012-03-16 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 플라즈마 에칭용 고온 캐쏘오드
WO2013163220A1 (en) * 2012-04-24 2013-10-31 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with advanced rf and temperature uniformity
TWI474372B (zh) * 2007-03-30 2015-02-21 Hitachi High Tech Corp Plasma processing device
KR20160000419A (ko) * 2014-06-24 2016-01-04 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 배치대 및 플라즈마 처리 장치
KR20160031387A (ko) * 2014-09-12 2016-03-22 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 플라즈마 처리 장치
KR20190005750A (ko) * 2017-07-06 2019-01-16 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치
KR20190064827A (ko) * 2017-12-01 2019-06-11 두산중공업 주식회사 수처리용 플라즈마 전극, 플라즈마 전극 모듈 및 이를 포함하는 수처리 시스템
KR20190127645A (ko) * 2019-11-06 2019-11-13 두산중공업 주식회사 수처리용 플라즈마 전극 모듈을 포함하는 수처리 시스템
US10822255B2 (en) 2017-07-14 2020-11-03 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ld Water treatment apparatus using underwater plasma discharge and water treatment system including same
KR20210011408A (ko) * 2018-08-29 2021-02-01 교세라 가부시키가이샤 정전 척 및 정전 척의 제조 방법

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101146906B1 (ko) * 2004-07-06 2012-05-22 주성엔지니어링(주) 정전척
KR100606571B1 (ko) 2004-10-06 2006-07-28 주식회사 에이디피엔지니어링 플라즈마 처리장치
JP4542959B2 (ja) * 2005-07-14 2010-09-15 東京エレクトロン株式会社 静電吸着電極、基板処理装置および静電吸着電極の製造方法
JP5094002B2 (ja) * 2005-09-06 2012-12-12 ルネサスエレクトロニクス株式会社 プラズマ処理装置およびその異常放電抑止方法
JP4611217B2 (ja) * 2006-01-30 2011-01-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ ウエハ載置用電極
JP4994121B2 (ja) * 2006-08-10 2012-08-08 東京エレクトロン株式会社 静電吸着電極、基板処理装置および静電吸着電極の製造方法
JP4753888B2 (ja) * 2007-01-15 2011-08-24 東京エレクトロン株式会社 基板保持機構及びプラズマ処理装置
JP5160112B2 (ja) * 2007-03-19 2013-03-13 東京エレクトロン株式会社 処理装置内構造体、プラズマ処理装置内構造体及びプラズマ処理装置
KR101125885B1 (ko) * 2007-07-31 2012-03-22 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 감소된 플라즈마 침투 및 아킹을 갖는 정전척을 제공하는 방법 및 장치
JP4368932B2 (ja) 2007-08-31 2009-11-18 パナソニック株式会社 プラズマドーピング処理装置及び方法
KR100920220B1 (ko) * 2007-10-01 2009-10-05 주식회사 이노칩테크놀로지 회로 보호 소자
JP2010021171A (ja) * 2008-07-08 2010-01-28 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法およびそれに用いる半導体製造装置
JP5063520B2 (ja) * 2008-08-01 2012-10-31 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
KR101413763B1 (ko) 2008-10-22 2014-07-02 주식회사 뉴파워 프라즈마 서셉터 어셈블리
JP5090536B2 (ja) * 2008-11-21 2012-12-05 芝浦メカトロニクス株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
JP4913113B2 (ja) * 2008-11-27 2012-04-11 エイ・ディ・ピー・エンジニアリング・コーポレーション・リミテッド 平板表示素子製造装置の下部電極組立体
JP5657262B2 (ja) * 2009-03-27 2015-01-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP2010245304A (ja) * 2009-04-07 2010-10-28 Ulvac Japan Ltd 静電チャックの再生方法
EP2390906A1 (en) * 2010-05-26 2011-11-30 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for electrostatic discharge (ESD) reduction
JP5689283B2 (ja) * 2010-11-02 2015-03-25 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及びその方法を実行するプログラムを記憶する記憶媒体
EP2591855B1 (en) * 2010-11-11 2016-02-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heated catalyst
KR101228056B1 (ko) * 2011-01-03 2013-01-30 주식회사 대하이노텍 세라믹 코팅 금속 서셉터 및 그 제조방법
CN102610476B (zh) * 2012-03-12 2015-05-27 中微半导体设备(上海)有限公司 一种静电吸盘
KR102216692B1 (ko) * 2013-11-27 2021-02-18 주식회사 에이치앤이루자 정전 척을 구비하는 스퍼터링 장치
JP6140624B2 (ja) * 2014-02-27 2017-05-31 東京エレクトロン株式会社 基板保持方法、基板保持装置および接合装置
JP6139451B2 (ja) * 2014-03-28 2017-05-31 フィーサ株式会社 除電装置、及び、それを備えた搬送装置
JP6077023B2 (ja) * 2015-01-09 2017-02-08 株式会社伸興 静電気除去装置及び静電気除去方法
CN106548915B (zh) * 2015-09-17 2018-06-08 中微半导体设备(上海)有限公司 一种载片台及相应的等离子体处理装置
US10622243B2 (en) 2016-10-28 2020-04-14 Lam Research Corporation Planar substrate edge contact with open volume equalization pathways and side containment
JP6798931B2 (ja) * 2017-04-24 2020-12-09 株式会社ミヤコシ インクジェット記録装置及びそれを用いた記録方法
TWI791558B (zh) * 2017-07-27 2023-02-11 美商應用材料股份有限公司 用於半導體基板處理室的溫度控制的方法、非暫時性機器可讀儲存媒體以及系統
JP7138497B2 (ja) * 2017-08-23 2022-09-16 東京エレクトロン株式会社 測定装置、測定方法及びプラズマ処理装置
JP7204350B2 (ja) * 2018-06-12 2023-01-16 東京エレクトロン株式会社 載置台、基板処理装置及びエッジリング
JP6846384B2 (ja) * 2018-06-12 2021-03-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置の高周波電源を制御する方法
JP7020311B2 (ja) * 2018-06-14 2022-02-16 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
JP7140329B2 (ja) 2018-08-10 2022-09-21 地方独立行政法人山口県産業技術センター 陽極酸化チタン材及びその製造方法
JP7199200B2 (ja) * 2018-11-01 2023-01-05 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処理方法
US11031273B2 (en) 2018-12-07 2021-06-08 Applied Materials, Inc. Physical vapor deposition (PVD) electrostatic chuck with improved thermal coupling for temperature sensitive processes
KR102278082B1 (ko) * 2019-05-22 2021-07-19 세메스 주식회사 필터 유닛과 그를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN112863983B (zh) * 2019-11-28 2023-09-29 中微半导体设备(上海)股份有限公司 用于等离子体处理设备的下电极组件和等离子体处理设备
KR102396336B1 (ko) * 2020-04-10 2022-05-11 (주)티티에스 냉각장치를 포함하는 지그 및 이를 포함하는 슬러리 플라즈마 스프레이 장치
CN115410972A (zh) * 2021-05-28 2022-11-29 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种静电吸附装置及其所在的基片处理系统
JP2023131599A (ja) 2022-03-09 2023-09-22 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

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6372877A (ja) * 1986-09-12 1988-04-02 Tokuda Seisakusho Ltd 真空処理装置
KR100238626B1 (ko) * 1992-07-28 2000-02-01 히가시 데쓰로 플라즈마 처리장치
US5460684A (en) * 1992-12-04 1995-10-24 Tokyo Electron Limited Stage having electrostatic chuck and plasma processing apparatus using same
JPH06244147A (ja) * 1993-02-16 1994-09-02 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JPH07231032A (ja) * 1994-02-15 1995-08-29 Oki Electric Ind Co Ltd 試料保持装置
US5491603A (en) * 1994-04-28 1996-02-13 Applied Materials, Inc. Method of determining a dechucking voltage which nullifies a residual electrostatic force between an electrostatic chuck and a wafer
JP3457477B2 (ja) * 1995-09-06 2003-10-20 日本碍子株式会社 静電チャック
JPH0982787A (ja) * 1995-09-19 1997-03-28 Toshiba Corp プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JPH11176919A (ja) * 1997-12-08 1999-07-02 Sony Corp 静電チャック
US6492612B1 (en) * 1998-12-28 2002-12-10 Tokyo Electron Limited Plasma apparatus and lower electrode thereof
JP2000349141A (ja) * 1999-06-09 2000-12-15 Mitsubishi Electric Corp プラズマ処理装置
JP4272786B2 (ja) * 2000-01-21 2009-06-03 トーカロ株式会社 静電チャック部材およびその製造方法
JP2002329777A (ja) * 2001-05-07 2002-11-15 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理方法及び基板保持装置
JP2003045952A (ja) * 2001-05-25 2003-02-14 Tokyo Electron Ltd 載置装置及びその製造方法並びにプラズマ処理装置
JP4008230B2 (ja) * 2001-11-14 2007-11-14 住友大阪セメント株式会社 静電チャックの製造方法
JP3881908B2 (ja) * 2002-02-26 2007-02-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100683252B1 (ko) * 2005-10-27 2007-02-15 주식회사 래디언테크 급전 장치 및 이를 포함하는 플라즈마 처리 장치
TWI474372B (zh) * 2007-03-30 2015-02-21 Hitachi High Tech Corp Plasma processing device
KR101110934B1 (ko) * 2007-07-13 2012-03-16 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 플라즈마 에칭용 고온 캐쏘오드
WO2013163220A1 (en) * 2012-04-24 2013-10-31 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with advanced rf and temperature uniformity
US8937800B2 (en) 2012-04-24 2015-01-20 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with advanced RF and temperature uniformity
KR20160000419A (ko) * 2014-06-24 2016-01-04 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 배치대 및 플라즈마 처리 장치
KR20160031387A (ko) * 2014-09-12 2016-03-22 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 플라즈마 처리 장치
KR20190005750A (ko) * 2017-07-06 2019-01-16 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치
US10822255B2 (en) 2017-07-14 2020-11-03 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ld Water treatment apparatus using underwater plasma discharge and water treatment system including same
KR20190064827A (ko) * 2017-12-01 2019-06-11 두산중공업 주식회사 수처리용 플라즈마 전극, 플라즈마 전극 모듈 및 이를 포함하는 수처리 시스템
KR20210011408A (ko) * 2018-08-29 2021-02-01 교세라 가부시키가이샤 정전 척 및 정전 척의 제조 방법
CN112534565A (zh) * 2018-08-29 2021-03-19 京瓷株式会社 静电卡盘及静电卡盘的制造方法
KR20190127645A (ko) * 2019-11-06 2019-11-13 두산중공업 주식회사 수처리용 플라즈마 전극 모듈을 포함하는 수처리 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
TW200515841A (en) 2005-05-01
TWI365684B (ko) 2012-06-01
JP2005136350A (ja) 2005-05-26
KR100802670B1 (ko) 2008-02-12
CN1311538C (zh) 2007-04-18
CN1612314A (zh) 2005-05-04
JP4421874B2 (ja) 2010-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100802670B1 (ko) 정전 흡착 장치, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
US10854492B2 (en) Edge ring assembly for improving feature profile tilting at extreme edge of wafer
KR100242529B1 (ko) 정전척을 가지는 재치대 및 이것을 사용한 플라즈마 처리장치
US8513563B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US7829463B2 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
KR0151769B1 (ko) 플라즈마 에칭장치
KR100929448B1 (ko) 기판 유지 기구 및 플라즈마 처리 장치
KR100841118B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
US7767055B2 (en) Capacitive coupling plasma processing apparatus
EP1840937A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US20060288934A1 (en) Electrode assembly and plasma processing apparatus
US20120145186A1 (en) Plasma processing apparatus
US20070227666A1 (en) Plasma processing apparatus
US20120247678A1 (en) Electrode assembly and plasma processing apparatus
KR20080069132A (ko) 기판 처리 장치 및 포커스 링
US8636873B2 (en) Plasma processing apparatus and structure therein
KR20050106506A (ko) 반도체처리용의 기판유지구조 및 플라즈마 처리장치
JP2017022216A (ja) プラズマ処理装置
US8034213B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP2010199177A (ja) 静電チャック及びプラズマ処理装置
KR100843009B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
KR100889433B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
JP4115155B2 (ja) プラズマ処理装置の真空処理室内部品の帯電抑制方法
US20070221332A1 (en) Plasma processing apparatus
KR20210071840A (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130118

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140117

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150119

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160105

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170103

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180119

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190117

Year of fee payment: 12