KR20080014673A - 정전 흡착 전극, 기판 처리 장치 및 정전 흡착 전극의 제조방법 - Google Patents

정전 흡착 전극, 기판 처리 장치 및 정전 흡착 전극의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080014673A
KR20080014673A KR1020070080311A KR20070080311A KR20080014673A KR 20080014673 A KR20080014673 A KR 20080014673A KR 1020070080311 A KR1020070080311 A KR 1020070080311A KR 20070080311 A KR20070080311 A KR 20070080311A KR 20080014673 A KR20080014673 A KR 20080014673A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulating layer
substrate
linear expansion
electrode
expansion coefficient
Prior art date
Application number
KR1020070080311A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100921836B1 (ko
Inventor
요시히코 사사키
마사토 미나미
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 KR20080014673A publication Critical patent/KR20080014673A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100921836B1 publication Critical patent/KR100921836B1/ko

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
    • H01L21/683—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
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • 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
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (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)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 절연층의 크랙의 발생이 억제된 정전 흡착 전극을 제공하기 위한 것으로, 정전척(40b)에 있어서, 기재(41)와 알루미나 용사막인 제 2 절연층(44b) 사이에 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성된 제 1 절연층(42b)을 개재시켰다. 제 1 절연층(42b)은 완충층으로서 기능하기 때문에, 정전척(40b)의 열 내성이 개선되고, 크랙의 발생이 억제된다.

Description

정전 흡착 전극, 기판 처리 장치 및 정전 흡착 전극의 제조 방법{ELECTROSTATIC SUCKING ELECTRODE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD FOR ELECTROSTATIC SUCKING ELECTRODE}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 정전 흡착 전극으로서의 정전척을 구비한 기판 처리 장치의 일례인 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도,
도 2는 실시예 1의 제 1 예에 따른 정전척을 나타내는 단면도,
도 3은 실시예 1의 제 2 예에 따른 정전척을 나타내는 단면도,
도 4는 실시예 1의 제 3 예에 따른 정전척을 나타내는 단면도,
도 5는 실시예 1의 제 4 예에 따른 정전척을 나타내는 단면도,
도 6은 실시예 1의 제 5 예에 따른 정전척을 나타내는 단면도,
도 7은 실시예 1의 제 6 예에 따른 정전척을 나타내는 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 정전 흡착 전극으로서의 정전척을 구비한 기판 처리 장치의 일례인 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도,
도 9는 실시예 2에 따른 정전척을 확대하여 나타내는 단면도.
부호의 설명
1 : 플라즈마 에칭 장치 2 : 챔버
3 : 절연판 4 : 서셉터
5a : 절연막 11 : 샤워헤드
20 : 배기 장치 25 : 고주파 전원
26 : 직류 전원 40, 140 : 정전척
41, 141 : 기재 42, 142 : 제 1 절연층
43, 143 : 전극 44, 144 : 제 2 절연층
45 : 제 3 절연층 46 : 가장자리부 피복층
47 : 가장자리대 형상부 48 : 대 형상부 피복층
50, 150 : 기판 유지면 141a : 상부 부재
141b : 하부 부재 141c : 볼록 형상부
141d : 플랜지부 161 : 나사
본 발명은, 정전 흡착 전극, 기판 처리 장치 및 정전 흡착 전극의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 예컨대, 플랫 패널 디스플레이(FPD) 등의 제조 과정에서, 유리 기판 등의 기판을 흡착 유지하기 위해 사용되는 정전 흡착 전극, 상기 정전 흡착 전극을 구비한 기판 처리 장치 및 정전 흡착 전극의 제조 방법에 관한 것이다.
FPD의 제조 과정에서는, 피처리체인 유리 기판에 대하여 건식 에칭이나 스퍼터링, CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 플라즈마 처리가 행해진다. 예컨대, 챔버 내에 한 쌍의 평행 평판 전극(상부 및 하부 전극)을 배치하고, 하부 전극으로서 기능하는 서셉터(기판 탑재대)에 유리 기판을 탑재한 후, 처리 가스를 챔버 내에 도입하고, 또한, 전극 중 적어도 한쪽에 고주파 전력을 인가하여 전극 사이에 고주파 전계를 형성하며, 이 고주파 전계에 의해 처리 가스의 플라즈마를 형성하여 유리 기판에 대하여 플라즈마 처리를 실시한다. 이 때, 유리 기판은, 서셉터 상에 마련된 정전 흡착 전극에 의해서, 예컨대, 쿨롱력을 이용하여 흡착 고정되게 되어 있다.
이러한 정전 흡착 전극으로서는, 예컨대, 알루미늄 등의 금속 등의 도전성 재료에 의해 형성된 기재의 위에, 절연층, 전극 및 절연층을 순서대로 적층한 구조를 갖는 것이 알려져 있고, 상기 전극에 전압을 인가함으로써 쿨롱력을 발생시켜 유리 기판을 흡착 고정할 수 있게 되어 있다. 그리고, 상기 기재 상에 형성되는 절연층의 재질로서는, 알루미나(Al2O3)를 이용하는 것이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1).
[특허문헌 1] 일본 특허공개 2005-136350호 공보(특허청구의 범위 등)
종래 기술의 정전 흡착 전극에서의 절연층으로서 일반적인 알루미나 용사막 은, 그 선팽창 계수가 6.4×10-6[/℃] 정도이며, 기재의 재질로서 다용되어 있는 알루미늄의 선팽창 계수 23.8×10-6[/℃]와의 사이에 큰 차가 있어, 전극 온도가 상승하면 그 열팽창율의 차이에 의해 절연층에 큰 압력이 가해져, 크랙을 발생시킨다. 또한, 최근의 FPD의 제조 과정에서는, 기판의 대형화가 급속하게 진행하고 있어, 긴 변의 길이가 2m을 넘는 대형 유리 기판을 흡착 유지할 필요가 발생하고 있기 때문에, 정전 흡착 전극도 대형화하고 있다. 이러한 정전 흡착 전극의 대형화에 따라, 절연층의 압력도 증폭되어, 크랙이 발생하기 쉬운 상황으로 되어 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 행해진 것으로서, 절연층의 크랙의 발생이 억제된 정전 흡착 전극 및 그것을 이용한 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 관점에서는, 기판 처리 장치에 있어서 기판을 흡착 유지하는 기판 유지면을 구비한 정전 흡착 전극으로서, 기재와, 상기 기재 상에 마련된 절연층과, 상기 절연층 중에 배치된 전극을 구비하고, 상기 절연층의 일부 또는 전부를, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극을 제공한다.
상기 제 1 관점에서, 상기 기판 유지면을 이루는 상기 절연층 표면의 일부 또는 전부에, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막을 형성하는 구성으로 할 수 있다. 특히, 상기 기판 유지면의 가장자리부에, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 절연층은, 상기 전극보다 하층의 제 1 절연층과, 상기 전극보다 상층의 제 2 절연층을 포함하여 구성되어 있고, 적어도 상기 제 1 절연층 또는 상기 제 2 절연층 중 어느 하나를, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성하더라도 좋다.
또한, 상기 절연층은, 상기 전극보다 하층의 제 1 절연층과, 상기 전극보다 상층의 제 2 절연층과, 상기 제 2 절연층보다 상층의 표면층을 포함하여 구성되어 있고, 상기 표면층을, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성하더라도 좋다. 이 경우에, 상기 표면층의 막두께는 50∼250㎛으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기판 유지면의 가장자리부 및 측부를 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성하더라도 좋다.
또한, 상기 기판 유지면의 가장자리부에는 단차가 마련되어 가장자리대 형상부를 형성하고 있고, 상기 가장자리대 형상부를 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성할 수도 있다.
또한, 상기 기판 유지면의 가장자리부에는 단차가 마련되어 가장자리대 형상부를 형성하고 있고, 상기 가장자리대 형상부의 정상면(頂面)을, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해서 피복하더라도 좋다. 이 경우에, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막의 막두께가 50∼250㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 기재가 알루미늄이며, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막은, YF3(불화이트륨), MgO(산화마그네슘), 2MgO·SiO2(포르스테라이트) 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성된 부분 이외의 절연층을 Al2O3(알루미나)의 용사막에 의해 형성할 수 있다.
또한, 상기 기재가 스테인리스강 또는 티탄이며, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막은, Al2O3(알루미나), Y2O3(이트리아), YF3(불화이트륨), MgO(산화마그네슘) 또는 2MgO·SiO2(포르스테라이트) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 관점에서는, 기판 처리 장치에 있어서 기판을 정전력에 의해 흡착 유지하는 기판 유지면을 구비한 정전 흡착 전극으로서, 기재와, 상기 기재 상에 마련된 절연층과, 상기 절연층 중에 배치된 전극을 구비하고, 상기 절연층의 일부 또는 전부가 세라믹 용사막에 의해 형성되며, 상기 기재는, 상기 절연층과 인접하는 상부 부재와, 상기 상부 부재를 지지하는 하부 부재를 갖고, 상기 상부 부재와, 상기 세라믹 용사막은, 선팽창 계수의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극을 제공한다.
상기 제 2 관점에서, 상기 기판 유지면을 이루는 상기 절연층 표면의 일부 또는 전부에, 상기 세라믹 용사막을 형성하는 구성으로 할 수 있다. 특히, 상기 기판 유지면의 가장자리부에, 상기 세라믹 용사막을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 절연층은, 상기 전극보다 하층의 제 1 절연층과, 상기 전극보다 상층의 제 2 절연층을 포함하여 구성되어 있고, 적어도 상기 제 1 절연층 또는 상기 제 2 절연층 중 어느 하나를, 상기 세라믹 용사막에 의해 형성하더라도 좋다.
또한, 상기 절연층은, 상기 전극보다 하층의 제 1 절연층과, 상기 전극보다 상층의 제 2 절연층과, 상기 제 2 절연층보다 상층의 표면층을 포함하여 구성되어 있고, 상기 표면층을, 상기 세라믹 용사막에 의해 형성하더라도 좋다. 이 경우에, 상기 표면층의 막두께는 50∼250㎛로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기판 유지면의 가장자리부 및 측부를 상기 세라믹 용사막에 의해 형성하더라도 좋다.
상기 기판 유지면의 가장자리부에는 단차가 마련되어 가장자리대 형상부를 형성하고 있고, 상기 가장자리대 형상부를 상기 세라믹 용사막에 의해 형성할 수도 있다.
또한, 상기 기판 유지면의 가장자리부에는 단차가 마련되어 가장자리대 형상부를 형성하고 있고, 상기 가장자리대 형상부의 정상면을, 상기 세라믹 용사막에 의해서 피복하더라도 좋다. 이 경우에, 상기 세라믹 용사막의 막두께가 50∼250㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 관점에서, 상기 기재는 그 상면의 중앙에 볼록 형상부를 갖고, 상기 볼록 형상부의 바깥둘레측이 플랜지부를 형성하고 있고, 상기 절연층은 상기 볼록 형상부의 정상면 및 측면에 형성되며, 상기 절연층의 상기 정상면 부분의 표면이 상기 기판 유지면을 구성하도록 하더라도 좋다. 이 경우에, 상기 기재의 상기 상부 부재는, 상기 볼록 형상부와, 그 바깥둘레부의 상기 플랜지부의 일부를 포함하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 상부 부재와 상기 하부 부재는 나사로 고정된 구성으로 할 수 있다.
또한, 상기 기재의 상기 상부 부재가 스테인리스강 또는 티탄이며, 상기 세라믹 용사막은, Al2O3(알루미나), Y2O3(이트리아), YF3(불화이트륨), MgO(산화마그네슘) 및 2MgO·SiO2(포르스테라이트) 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 특히, 상기 상부 부재가 스테인리스강이며, 상기 하부 부재가 알루미늄이며, 상기 세라믹 용사막은 Al2O3(알루미나)인 것이 바람직하다. 이 경우에, 알루미늄으로 구성된 상기 하부 부재의 표면에 양극 산화피막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제 1 또는 제 2 관점에서, 상기 기판 유지면은, 최장부분 치수가 450㎜ 이상의 면적을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 3 관점에서는, 기판을 수용하는 챔버와, 상기 제 1 또는 제 2 관점의 정전 흡착 전극과, 상기 정전 흡착 전극에 유지된 기판에 대하여 소정의 처리를 실시하는 처리 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다. 이 기판 처리 장치로서는, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 이용되는 것이 예시되고, 또한, 상기 처리 기구는, 기판에 대하여, 플라즈마 에칭 처리를 실행하는 것이 예시된다.
본 발명의 제 4 관점은, 기판 처리 장치에 있어서 기판을 흡착 유지하기 위한 정전 흡착 전극의 제조 방법으로서, 기재의 표면에 제 1 절연층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 절연층의 위에 전극을 형성하는 공정과, 상기 전극을 덮도록 제 2 절연층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 제 1 절연층을 형성하는 공정 및/또는 상기 제 2 절연층을 형성하는 공정에서는, 용사에 의해 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막을 형성하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제 5 관점은, 기판 처리 장치에 있어서 기판을 흡착 유지하기 위 한 정전 흡착 전극의 제조 방법으로서, 기재의 표면에 제 1 절연층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 절연층의 위에 전극을 형성하는 공정과, 상기 전극을 덮도록 제 2 절연층을 형성하는 공정과, 상기 제 2 절연층의 기판 유지면의 일부 또는 전부에, 용사에 의해 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막으로 이루어지는 피복층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제 6 관점은, 기판 처리 장치에 있어서 기판을 흡착 유지하기 위한 정전 흡착 전극의 제조 방법으로서, 기재의 표면에 제 1 절연층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 절연층의 위에 전극을 형성하는 공정과, 상기 전극을 덮도록 제 2 절연층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층의 측부에, 용사에 의해 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막으로 이루어지는 피복층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극의 제조 방법을 제공한다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시예 1에 따른 정전 흡착 전극으로서의 정전척을 구비한 기판 처리 장치의 일례인 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 에칭 장치(1)는, 직사각형을 한 피처리체인 FPD용 유리 기판 등의 기판 G에 대하여 에칭을 실행하는 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치 로서 구성되어 있다. 여기서, FPD로서는, 액정 모니터(LCD), 일렉스로루미네선스(Electro Luminescence; EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다. 또, 본 발명의 기판 처리 장치는 플라즈마 에칭 장치에만 한정되는 것이 아니다.
이 플라즈마 에칭 장치(1)는, 예컨대, 표면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각기둥 형상으로 성형된 챔버(2)를 갖고 있다. 이 챔버(2) 내의 바닥부에는 절연재로 이루어지는 각주 형상의 절연판(3)이 마련되어 있고, 이 절연판(3)의 위에는, 기판 G을 탑재하기 위한 서셉터(4)가 마련되어 있다. 기판 탑재대인 서셉터(4)는, 서셉터 기재(4a)와, 서셉터 기재(4a)의 위에 마련된 정전척(40)을 갖고 있다. 또, 서셉터 기재(4a)의 바깥둘레에는, 절연막(5a)이 형성되어 절연 피복되어 있고, 또한 그 외측에는 절연재(5b)가 마련되어 있다.
정전척(40)은, 평면에서 보아 직사각형을 이루고 있고, 예컨대, 알루미늄, 스테인레스, 금속기 복합재(MMC; Metal Matrix Composites) 등의 도전성 재료로 이루어지는 기재(41)를 갖고 있다. 이 기재(41)의 상면에는, 밑에서부터 순서대로, 제 1 절연층(42), 전극(43) 및 제 2 절연층(44)이 적층되어 있다. 정전척(40)은, 제 1 절연층(42)과 제 2 절연층(44) 사이의 전극(43)에, 직류 전원(26)으로부터 급전선(27)을 거쳐서 직류 전압을 인가함으로써, 예컨대, 쿨롱력에 의해서 기판 G을 정전 흡착한다. 정전척(40)의 상면(제 2 절연층(44)의 상면)에는, 기판 G을 흡착 유지하는 기판 유지면(50)이 형성되어 있다(도 2∼도 7 참조). 이 기판 유지면(50)의 사이즈는, 긴 변(최장부분 치수)의 길이가 450㎜ 이상, 예컨대, 450㎜∼ 3500㎜로 할 수 있다. 또, 정전척(40)의 상세한 구조에 대해서는 후술한다.
상기 절연판(3) 및 서셉터 기재(4a), 그위에 정전척(40)에는, 이들을 관통하는 가스 통로(9)가 형성되어 있다. 이 가스 통로(9)를 거쳐서 전열 가스, 예컨대, He 가스 등이 피처리체인 기판 G의 이면에 공급된다.
즉, 가스 통로(9)에 공급된 전열 가스는, 서셉터 기재(4a)와 정전척(40)의 기재(41)와의 경계에 형성된 가스 고임부(9a)를 거쳐서 일단 수평 방향으로 확산한 후, 정전척(40) 내에 형성된 가스 공급 연통 구멍(9b)을 통해, 정전척(40)의 표면으로부터 기판 G의 뒷편으로 분출한다. 이렇게 하여, 서셉터(4)의 냉열이 기판 G에 전달되어, 기판 G가 소정의 온도로 유지된다.
서셉터 기재(4a)의 내부에는, 냉매실(10)이 마련되어 있다. 이 냉매실(10)에는, 예컨대, 불소계 액체 등의 냉매가 냉매 도입관(10a)을 거쳐서 도입되고, 또한 냉매 배출관(10b)을 거쳐서 배출되어 순환함으로써, 그 냉열이 서셉터 기재(4a)로부터 상기 전열 가스를 거쳐서 기판 G에 대하여 전열된다.
상기 서셉터(4)의 위쪽에는, 이 서셉터(4)와 평행히 대향하여 상부 전극으로서 기능하는 샤워헤드(11)가 마련되어 있다. 샤워헤드(11)는 챔버(2)의 상부에 지지되어 있고, 내부에 내부 공간(12)을 갖고, 또한, 서셉터(4)와의 대향면에 처리 가스를 토출하는 복수의 토출 구멍(13)이 형성되어 있다. 이 샤워헤드(11)는 접지되어 있고, 서셉터(4)와 함께 한 쌍의 평행 평판 전극을 구성하고 있다.
샤워헤드(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, 밸 브(16) 및 매스플로우 제어기(17)를 거쳐서, 처리 가스 공급원(18)이 접속되어 있다. 처리 가스 공급원(18)으로부터는, 에칭을 위한 처리 가스가 공급된다. 처리 가스로서는, 예컨대, 할로겐계의 가스, O2 가스, Ar 가스 등, 통상 이 분야에서 이용되는 가스를 이용할 수 있다.
상기 챔버(2)의 측벽 하부에는 배기관(19)이 접속되어 있고, 이 배기관(19)에는 배기 장치(20)가 접속되어 있다. 배기 장치(20)는 터보분자 펌프 등의 진공 펌프를 구비하고 있고, 이에 따라 챔버(2) 내를 소정의 감압 분위기까지 진공시키는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 챔버(2)의 측벽에는 기판 반입출구(21)와, 이 기판 반입출구(21)를 개폐하는 게이트 밸브(22)가 마련되어 있고, 이 게이트 밸브(22)를 개방으로 한 상태에서 기판 G가 인접하는 로드록실(도시하지 않음)과의 사이에서 반송되게 되어 있다.
서셉터(4)에는, 고주파 전력을 공급하기 위한 급전선(23)이 접속되어 있고, 이 급전선(23)에는 정합기(24) 및 고주파 전원(25)이 접속되어 있다. 고주파 전원(25)으로부터는 예컨대, 13.56MHz의 고주파 전력이 서셉터(4)에 공급된다.
다음에, 이와 같이 구성되는 플라즈마 에칭 장치(1)에 있어서의 처리 동작에 대하여 설명한다.
우선, 피처리체인 기판 G은, 게이트 밸브(22)가 개방된 후, 도시하지 않는 로드록실로부터 기판 반입출구(21)를 거쳐서 챔버(2) 내로 반입되고, 서셉터(4) 상에 형성된 정전척(40) 상에 탑재된다. 이 경우에, 기판 G의 교환은 서셉터(4)의 내부를 관통하여 서셉터(4)로부터 돌출 가능하게 마련된 리프터핀(도시하지 않음)을 거쳐서 행해진다. 그 후, 게이트 밸브(22)가 닫히고, 배기 장치(20)에 의해서, 챔버(2) 내가 소정의 진공도까지 진공으로 된다.
그 후, 밸브(16)가 개방되고, 처리 가스 공급원(18)으로부터 처리 가스가 매스플로우 제어기(17)에 의해서 그 유량이 조정되면서, 처리 가스 공급관(15), 가스 도입구(14)를 통해 샤워헤드(11)의 내부 공간(12)으로 도입되고, 또한 토출 구멍(13)을 통해 기판 G에 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, 이에 따라, 하부 전극으로서의 서셉터(4)와 상부 전극으로서의 샤워헤드(11) 사이에 고주파 전계가 발생하고, 처리 가스가 해리하여 플라즈마화하며, 이에 따라 기판 G에 에칭 처리가 실시된다. 이 때, 직류 전원(26)으로부터, 정전척(40)의 전극(43)에 소정의 전압을 인가함으로써, 기판 G가 예컨대, 쿨롱력에 의해서 정전척(40)에 흡착 유지된다. 또한, 가스 통로(9)를 거쳐서 전열 가스를 기판 G의 이면측에 공급하는 것보다, 효율좋게 온도 조절이 행해진다.
이렇게 하여 에칭 처리를 실시한 후, 고주파 전원(25)으로부터의 고주파 전력의 인가를 정지하여, 가스 도입을 정지한 후, 챔버(2) 내의 압력을 소정의 압력까지 감압한다. 그리고, 게이트 밸브(22)가 개방되고, 기판 G가 기판 반입출구(21)를 거쳐서 챔버(2) 내에서 도시하지 않는 로드록실로 반출되는 것에 의해 기판 G의 에칭 처리가 종료한다. 이와 같이, 정전척(40)에 의해 기판 G을 정전 흡착 하고, 또한, 온도 조절하면서, 기판 G의 에칭 처리를 할 수 있다.
다음에, 도 2∼도 7을 참조하면서, 상기 실시예 1에 따른 정전 흡착 전극으로서의 정전척(40)의 구성예에 대하여 설명한다.
(제 1 예)
우선, 실시예 1의 제 1 예에 따른 정전척(40a)에 대하여 설명한다. 도 2는 정전척(40a)의 단면도이다. 이 정전척(40a)은, 기재(41)의 위에 제 1 절연층(42a)이 마련되고, 이 제 1 절연층(42a)의 위에 전극(43)이 마련되며, 이 전극(43)의 위에 제 2 절연층(44a)이 마련되어 있다. 기재(41)의 재질로서는 알루미늄이 예시된다. 또한, 전극(43)의 재질은 텅스텐, 몰리브덴 등의 금속 재료가 바람직하다. 또, 도 2에 있어서 부호 50은 기판 유지면이며, 부호 50a는, 기판 유지면(50)에 형성된 복수의 볼록부를 나타낸다(도 3∼도 7에 있어서 마찬가지이다). 이들 볼록부(50a)는, 그 정상면에서 기판 G을 지지하고, 또한, 볼록부(50a)끼리의 간극(기판 G의 이면측 공간)에 가스 통로(9)(도 1 참조)를 거쳐서 He 가스 등의 전열 가스가 공급되게 되어 있다.
상기 정전척(40a)에서, 제 1 절연층(42a) 및 제 2 절연층(44a)은, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성되어 있다. 이러한 세라믹 용사막으로서는, 기재(41)의 재질이 알루미늄(선팽창 계수 23.8×10-6[/℃])인 경우에는, 예컨대, 불화이트륨 용사 막(YF3; 선팽창 계수 13×10-6[/℃]), 산화마그네슘 용사막(MgO; 선팽창 계수 11×10-6∼15×10-6[/℃]), 포르스테라이트 용사막(2MgO·SiO2; 선팽창 계수 10.2×10-6[/℃]) 등을 이용할 수 있다.
이와 같이, 제 1 절연층(42a) 및 제 2 절연층(44a)으로서, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막을 이용하는 것에 의해, 열응력을 완화하고, 정전척(40a)의 열 내성을 향상시켜, 크랙의 발생을 억제할 수 있다.
기판 유지면(50)의 사이즈가 긴 변의 치수로, 450㎜ 이상 예컨대, 450㎜∼3500㎜인 정전척(40a)에서 열 내성을 향상시키기 위해서는 막두께도 중요한 요소이며, 제 1 절연층(42a)의 막두께는, 250∼600㎛으로 하는 것이 바람직하고, 300∼550㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 제 2 절연층(44a)의 막두께는, 250∼600㎛으로 하는 것이 바람직하고, 300∼550㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다.
정전척(40a)은, 우선 기재(41)의 표면에 용사에 의해 제 1 절연층(42a)을 형성한 후, 그 위에 전극(43)을 배치하고, 또한 이 전극(43)을 덮도록 용사에 의해 제 2 절연층(44a)을 형성함으로써 제조할 수 있다. 또, 전극(43)은 용사에 의해 형성할 수도 있다. 또한, 적절히 절삭 가공 등에 의한 형상 가공 공정을 포함할 수 있다.
또, 이 제 1 예에 있어서, 기재(41)의 재질로서 선팽창 계수가 17.3×10-6[/ ℃]인 스테인리스강을 이용하는 경우에는, 제 1 절연층(42a) 및 제 2 절연층(44a)으로서, 예컨대, 선팽창 계수가 6.4×10-6[/℃]이며, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차가 10.9×10-6[/℃]인 Al2O3 용사막 등을 이용할 수 있다. 또한, 선팽창 계수가 8.9×10-6[/℃]인 티탄을 이용하는 경우에는, 제 1 절연층(42a) 및 제 2 절연층(44a)으로서, 예컨대, 선팽창 계수가 6.4×10-6[/℃]이며, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차가 2.5×10-6[/℃]인 Al2O3 용사막 등을 이용할 수 있다.
(제 2 예)
다음에, 실시예 1의 제 2 예에 따른 정전척(40b)에 대하여 상세히 설명한다. 도 3은 정전척(40b)의 단면도이다. 이 정전척(40b)은, 기재(41)의 위에 제 1 절연층(42b)이 마련되고, 이 제 1 절연층(42b)의 위에 전극(43)이 마련되고, 이 전극(43)의 위에 제 2 절연층(44b)이 마련되어 있다. 기재(41)의 재질로서는 알루미늄이 예시된다. 또한, 전극(43)의 재질은 텅스텐, 몰리브덴 등의 금속 재료가 바람직하다.
상기 정전척(40b)에서, 제 1 절연층(42b)은, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성되어 있다. 이러한 세라믹 용사막의 재질로서는, 상기 제 1 예와 동일한 것 예컨 대, 기재(41)의 재질이 알루미늄인 경우에는, YF3, MgO, 2MgO·SiO2 등의 용사막을 이용할 수 있다.
한편, 제 2 절연층(44b)은 알루미나(Al2O3) 용사막에 의해 구성되어 있다. 알루미나 용사막의 선팽창 계수는, 6.4×10-6[/℃]이며, 기재(41)의 재질이 선팽창 계수 23.8×10-6[/℃]의 알루미늄인 경우에는, 양자의 선팽창 계수에 큰 차이가 있기 때문에, 기재(41)에 직접 알루미나 용사막을 형성하면 열응력에 의해서 크랙이 발생하기 쉽게 된다. 그래서 본 예에서는, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성된 제 1 절연층(42b)을 개재시키는 구성으로 했다. 이렇게 하여, 제 1 절연층(42b)을 완충층으로서 기능시킴으로써, 정전척(40b)의 열 내성을 개선하여, 크랙의 발생을 억제하고 있다. 또한, 제 2 절연층(44b)의 재질인 알루미나(Al2O3)는, 부피 저항율이 높아 절연 내성이 우수하고, 또한 경도 및 전열율이 높기 때문에, 이 알루미나(Al2O3)에 의해 기판 유지면(50)을 형성함으로써, 정전척(40b)에 우수한 흡착 성능을 부여할 수 있다.
기판 유지면(50)의 사이즈가 긴 변의 치수로, 450㎜ 이상 예컨대, 450㎜∼3500㎜인 정전척(40b)에서 열 내성을 향상시키기 위해서는 막두께도 중요한 요소이며, 제 1 절연층(42b)의 막두께는, 250∼600㎛으로 하는 것이 바람직하고, 300∼550㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 제 2 절연층(44b)의 막두께는, 250 ∼600㎛으로 하는 것이 바람직하고, 300∼550㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다.
정전척(40b)은, 우선 기재(41)의 표면에 용사에 의해 제 1 절연층(42b)을 형성한 후, 그 위에 전극(43)을 배치하고, 또한 이 전극(43)을 덮도록 용사에 의해 제 2 절연층(44b)을 형성함으로써 제조할 수 있다. 또, 전극(43)은 용사에 의해 형성할 수도 있다. 또한, 적절히 절삭 가공 등에 의한 형상 가공 공정을 포함할 수 있다.
또, 이 제 2 예에 있어서, 기재(41)의 재질로서 선팽창 계수가 17.3×10-6[/℃]인 스테인리스강을 이용하는 경우에는, 제 1 절연층(42b)으로서, 예컨대, 선팽창 계수가 6.4×10-6[/℃]이며, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차가 10.9×10-6[/℃]인 Al2O3 용사막 등을 이용할 수 있다. 또한, 선팽창 계수가 8.9×10-6[/℃]인 티탄을 이용하는 경우에는, 제 1 절연층(42a) 및 제 2 절연층(44a)으로서, 예컨대, 선팽창 계수가 6.4×10-6[/℃]이며, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차가 2.5×10-6[/℃]인 Al2O3 용사막 등을 이용할 수 있다.
(제 3 예)
다음에, 실시예 1의 제 3 예에 따른 정전척(40c)에 대하여 상세히 설명한다. 도 4는 정전척(40c)의 단면도이다. 이 정전척(40c)은, 기재(41)의 위에 제 1 절연층(42c)이 마련되고, 이 제 1 절연층(42c)의 위에 전극(43)이 마련되고, 이 전 극(43)의 위에 제 2 절연층(44c)이 마련되어 있다. 기재(41)의 재질로서는 알루미늄이 예시된다. 또한, 전극(43)의 재질은 텅스텐, 몰리브덴 등의 금속 재료가 바람직하다.
상기 정전척(40c)에서, 제 1 절연층(42c)은 알루미나(Al2O3) 용사막에 의해 구성되어 있다. 한편, 제 2 절연층(44c)은, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성되어 있다. 이러한 세라믹 용사막으로서는, 제 1 예와 동일한 것 예컨대, 기재(41)의 재질이 알루미늄인 경우에는, YF3, MgO, 2MgO·SiO2 등의 용사막을 이용할 수 있다.
본 실시예에서는, 크랙의 기점으로 되기 쉬운 표면층인 제 2 절연층(44c)을 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성함으로써, 정전척(40c)의 열 내성을 개선하여, 크랙의 발생을 억제하고 있다. 또한, 제 1 절연층(42c)으로서, 부피 저항율이 큰 알루미나(Al2O3) 용사막을 이용하는 것에 의해, 충분한 내전압 성능을 확보하고 있다.
기판 유지면(50)의 사이즈가 긴 변의 치수로, 450㎜ 이상 예컨대, 450㎜∼3500㎜인 정전척(40c)에서 열 내성을 향상시키기 위해서는 막두께도 중요한 요소이며, 제 1 절연층(42c)의 막두께는, 250∼600㎛으로 하는 것이 바람직하고, 300∼550㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 제 2 절연층(44c)의 막두께는, 250∼600㎛으로 하는 것이 바람직하고, 300∼550㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다.
정전척(40c)은, 우선 기재(41)의 표면에 용사에 의해 제 1 절연층(42c)을 형성한 후, 그 위에 전극(43)을 배치하고, 또한 이 전극(43)을 덮도록 용사에 의해 제 2 절연층(44c)을 형성함으로써 제조할 수 있다. 또, 전극(43)은 용사에 의해 형성할 수도 있다. 또한, 적절히 절삭 가공 등에 의한 형상 가공 공정을 포함할 수 있다.
또, 이 제 3 예에 있어서, 기재(41)의 재질로서 선팽창 계수가 17.3×10-6[/℃]인 스테인리스강을 이용하는 경우에는, 제 2 절연층(44c)으로서, 예컨대, 선팽창 계수가 6.4×10-6[/℃]이며, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차가 10.9×10-6[/℃]인 Al2O3 용사막 등을 이용할 수 있다. 또한, 선팽창 계수가 8.9×10-6[/℃]인 티탄을 이용하는 경우에는, 제 1 절연층(42a) 및 제 2 절연층(44a)으로서, 예컨대, 선팽창 계수가 6.4×10-6[/℃]이며, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차가 2.5×10-6[/℃]인 Al2O3 용사막 등을 이용할 수 있다.
(제 4 예)
다음에, 실시예 1의 제 4 예에 따른 정전척(40d)에 대하여 상세히 설명한다. 도 5는 정전척(40d)의 단면도이다. 이 정전척(40d)은, 기재(41)의 위에 제 1 절연층(42d)이 마련되고, 이 제 1 절연층(42d)의 위에 전극(43)이 마련되고, 이 전극(43)의 위에 제 2 절연층(44d)이 마련되고, 또한, 제 2 절연층(44d)의 위에 표면 층으로서의 제 3 절연층(45)이 마련되어 있다. 기재(41)의 재질로서는 알루미늄이 예시된다. 또한, 전극(43)의 재질은 텅스텐, 몰리브덴 등의 금속 재료가 바람직하다.
상기 정전척(40d)에서, 제 1 절연층(42d) 및 제 2 절연층(44d)은, 알루미나(Al2O3) 용사막에 의해 구성되어 있다. 한편, 제 3 절연층(45)은, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해서 박막 형성되어 있다. 이러한 세라믹 용사막의 재질로서는, 기재(41)가 알루미늄인 경우에, 제 1 예와 동일한 것 예컨대, YF3, MgO, 2 MgO·SiO2 등을 이용할 수 있다. 본 실시예에서는, 크랙의 기점으로 되기 쉬운 표면층을, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막(제 3 절연층(45))에 의해서 박막 형성한 것에 의해, 실시예 3의 정전척(40c)에 비해 정전척(40d)의 열 내성을 더 개선하여 크랙의 억제 효과를 보다 높일 수 있게 된다. 이 때, 제 1 절연층(42d) 및 제 2 절연층(44d)으로서, 부피 저항율이 큰 알루미나(Al2O3) 용사막을 이용하는 것에 따라, 충분한 내전압 성능을 확보할 수 있기 때문에, 제 3 절연층(45)을 박막화하더라도 이상 방전 등이 발생하기 어렵고, 정전척(40d)의 신뢰성을 확보할 수 있다.
기판 유지면(50)의 사이즈가 긴 변의 치수로, 450㎜ 이상 예컨대, 450㎜∼3500㎜인 정전척(40d)에서 열 내성을 향상시키기 위해서는 막두께도 중요한 요소이 며, 제 1 절연층(42d)의 막두께는, 250∼600㎛으로 하는 것이 바람직하고, 300∼550㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 제 2 절연층(44d)의 막두께는, 150∼500㎛으로 하는 것이 바람직하고, 200∼450㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 제 3 절연층(45)의 막두께는, 50∼250㎛으로 하는 것이 바람직하고, 75∼225㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다.
정전척(40d)은, 우선 기재(41)의 표면에 용사에 의해 제 1 절연층(42d)을 형성한 후, 그 위에 전극(43)을 배치하고, 다음에 이 전극(43)을 덮도록 용사에 의해 제 2 절연층(44d)을 형성하고, 또한 제 2 절연층(44d)을 덮도록 용사에 의해 제 3 절연층(45)을 형성함으로써 제조할 수 있다. 또, 전극(43)은 용사에 의해 형성할 수도 있다. 또한, 적절히 절삭 가공 등에 의한 형상 가공 공정을 포함할 수 있다.
또, 이 제 4 예에 있어서, 기재(41)의 재질로서 선팽창 계수가 17.3×10-6[/℃]인 스테인리스강을 이용하는 경우에는, 제 3 절연층(45)으로서, 예컨대, 선팽창 계수가 6.4×10-6[/℃]이며, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차가 10.9×10-6[/℃]인 Al2O3 용사막 등을 이용할 수 있다. 또한, 선팽창 계수가 8.9×10-6[/℃]인 티탄을 이용하는 경우에는, 제 1 절연층(42a) 및 제 2 절연층(44a)으로서, 예컨대, 선팽창 계수가 6.4×10-6[/℃]이며, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차가 2.5×10-6[/℃]인 Al2O3 용사막 등을 이용할 수 있다.
(제 5 예)
다음에, 실시예 1의 제 5 예에 따른 정전척(40e)에 대하여 상세히 설명한다. 도 6은 정전척(40e)의 단면도이다. 이 정전척(40e)은, 기재(41)의 위에 제 1 절연층(42e)이 마련되고, 이 제 1 절연층(42e)의 위에 전극(43)이 마련되며, 이 전극(43)의 위에 제 2 절연층(44e)이 마련되고, 또한, 제 1 절연층(42e) 및 제 2 절연층(44e)을 둘러싸도록, 가장자리부 피복층(46)이 마련되어 있다. 가장자리부 피복층(46)의 상부에는, 가장자리대 형상부(47)가 형성되어 있다. 이 가장자리대 형상부(47)는, 기판 유지면(50)의 가장 외측의 영역을 이루고, 그 정상부(頂部)에서 기판 G의 하면의 가장자리부를 지지하고, 또한, 기판 G의 이면측에 공간을 형성하며, 이 공간에 가스 통로(9)를 거쳐서 He 가스 등의 전열 가스가 공급되어, 기판 G가 온도 조절된다. 가장자리대 형상부(47)의 높이는, 예컨대 50∼250㎛로 할 수 있다. 기재(41)의 재질로서는 알루미늄이 예시된다. 또한, 전극(43)의 재질은 예컨대, 텅스텐, 몰리브덴 등의 금속 재료가 바람직하다.
상기 정전척(40e)에서, 제 1 절연층(42e) 및 제 2 절연층(44e)은, 알루미나(Al2O3) 용사막에 의해 구성되어 있다. 한편, 가장자리부 피복층(46)은, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성되어 있다. 이러한 세라믹 용사막의 재질로서는, 기재(41)가 알루미늄인 경우에, 실시예 1과 동일한 것 예컨대, 기재(41)의 재질이 알루미늄인 경우에는, YF3, MgO, 2MgO·SiO2 등을 이용할 수 있다.
기판 유지면(50)의 가장자리부에 마련된 가장자리대 형상부(47)는 크랙의 기점이 되기 쉽다. 이 때문에, 본 실시예의 정전척(40e)에서는, 기판 유지면(50)의 가장자리부에 마련된 가장자리대 형상부(47)를 포함하는 가장자리부를 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막(가장자리부 피복층(46))으로 피복함으로써, 정전척(40e)의 열 내성을 개선하여, 가장자리대 형상부(47)를 기점으로 하는 크랙의 발생을 억제하고 있다. 또한, 전극(43) 주위의 제 1 절연층(42e) 및 제 2 절연층(44e)에, 부피 저항율이 큰 알루미나(Al2O3) 용사막을 이용하는 것에 의해, 충분한 내전압 성능을 확보할 수 있다.
기판 유지면(50)의 사이즈가 긴 변의 치수로, 450㎜ 이상 예컨대, 450㎜∼3500㎜인 정전척(40e)에서 열 내성을 향상시키기 위해서는 막두께도 중요한 요소이며, 제 1 절연층(42e)의 막두께는, 250∼600㎛으로 하는 것이 바람직하고, 300∼550㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 제 2 절연층(44e)의 막두께는, 250∼600㎛으로 하는 것이 바람직하고, 300∼550㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다.
정전척(40e)은, 우선 기재(41)의 표면에 용사에 의해 제 1 절연층(42e)을 형성한 후, 그 위에 전극(43)을 배치하고, 다음에 이 전극(43)을 덮도록 용사에 의해 제 2 절연층(44e)을 형성하고, 또한 제 1 절연층(42e) 및 제 2 절연층(44e)의 측부를 덮도록 용사에 의해 가장자리부 피복층(46)을 형성함으로써 제조할 수 있다. 또, 전극(43)은 용사에 의해 형성할 수도 있다. 또한, 적절히 절삭 가공에 의한 가장자리대 형상부(47)의 성형 등에 의한 형상 가공 공정을 포함할 수 있다.
또, 이 제 5 예에 있어서, 기재(41)의 재질로서 선팽창 계수가 17.3×10-6[/℃]인 스테인리스강을 이용하는 경우에는, 가장자리부 피복층(46)으로서, 예컨대, 선팽창 계수가 6.4×10-6[/℃]이며, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차가 10.9×10-6[/℃]인 Al2O3 용사막 등을 이용할 수 있다. 또한, 선팽창 계수가 8.9×10-6[/℃]인 티탄을 이용하는 경우에는, 제 1 절연층(42a) 및 제 2 절연층(44a)으로서, 예컨대, 선팽창 계수가 6.4×10-6[/℃]이며, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차가 2.5×10-6[/℃]인 Al2O3 용사막 등을 이용할 수 있다.
(제 6 예)
다음에, 실시예 1의 제 6 예에 따른 정전척(40f)에 대하여 상세히 설명한다. 도 7은 정전척(40f)의 단면도이다. 이 정전척(40f)은, 기재(41)의 위에 제 1 절연층(42f)이 마련되고, 이 제 1 절연층(42f)의 위에 전극(43)이 마련되고, 이 전극(43)의 위에 제 2 절연층(44f)이 마련되고, 또한, 제 2 절연층(44f)에 형성된 가장자리대 형상부(47)의 정상부를 피복하는 대 형상부 피복층(48)이 마련되어 있다. 이 가장자리대 형상부(47)는, 기판 유지면(50)의 가장 외측의 영역을 이루고, 그 정상부에서 기판 G의 하면의 가장자리부를 지지하고, 또한, 기판 G의 이면측에 공간을 형성하며, 이 공간에 가스 통로(9)를 거쳐서 He 가스 등의 전열 가스가 공급 되어, 기판 G가 온도 조절된다. 가장자리대 형상부(47)의 높이는, 예컨대 50∼250㎛으로 할 수 있다. 기재(41)의 재질로서는 알루미늄이 예시된다. 또한, 전극(43)의 재질은 예컨대, 텅스텐, 몰리브덴 등의 금속 재료가 바람직하다.
상기 정전척(40f)에서, 제 1 절연층(42f) 및 제 2 절연층(44f)은, 알루미나(Al2O3) 용사막에 의해 구성되어 있다. 한편, 정전척(40f)의 기판 유지면(50)의 주연에 형성된 가장자리대 형상부(47)의 정상부의 표면층으로서 형성된 대 형상부 피복층(48)은, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성되어 있다. 이러한 세라믹 용사막의 재질로서는, 기재(41)가 알루미늄인 경우에, 제 1 예와 동일한 것 예컨대, YF3, MgO, 2MgO·SiO2 등을 이용할 수 있다.
기판 유지면(50)의 가장자리부에 마련된 가장자리대 형상부(47)는 크랙이 발생하기 쉽기 때문에, 본 실시예에서는, 기판 유지면(50)의 가장자리부에 마련된 가장자리대 형상부(47)를 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막의 박막(대 형상부 피복층(48))으로 피복함으로써, 정전척(40f)의 열 내성을 개선하여, 상기 가장자리대 형상부(47)를 기점으로 하는 크랙의 발생을 억제하고 있다. 또한, 전극(43) 주위의 제 1 절연층(42f) 및 제 2 절연층(44f)에, 부피 저항율이 큰 알루미나(Al2O3) 용사막을 이용하는 것에 의해, 충분한 내전압 성능을 확보할 수 있다.
기판 유지면(50)의 사이즈가 긴 변의 치수로, 450㎜ 이상 예컨대, 450㎜∼3500㎜인 정전척(40f)에서 열 내성을 향상시키기 위해서는 막두께도 중요한 요소이며, 제 1 절연층(42f)의 막두께는, 250∼600㎛으로 하는 것이 바람직하고, 300∼550㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 제 2 절연층(44f)의 막두께는, 250∼600㎛으로 하는 것이 바람직하고, 300∼550㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 대 형상부 피복층(48)의 막두께는, 50∼250㎛으로 하는 것이 바람직하고, 75∼225㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다. 본 실시예에서는, 이와 같이 대 형상부 피복층(48)을 박막 형성할 수 있기 때문에, 정전척(40f)의 열 내성을 우수한 것으로 할 수 있다.
정전척(40f)은, 우선 기재(41)의 표면에 용사에 의해 제 1 절연층(42f)을 형성한 후, 그 위에 전극(43)을 배치하고, 다음에 이 전극(43)을 덮도록 용사에 의해 제 2 절연층(44f)을 형성하고, 또한 제 2 절연층(44f)의 기판 유지면(50)의 주연에 가장자리대 형상부(47)를 형성한다. 그리고, 이 가장자리대 형상부(47)의 정상부를 덮도록 용사에 의해 대 형상부 피복층(48)을 형성함으로써, 정전척(40f)을 제조할 수 있다. 이 경우, 제 2 절연층(44f)에 직접 용사를 함으로써 가장자리대 형상부(47)의 전부를 기재(41)의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성하더라도 좋다. 또, 전극(43)은 용사에 의해 형성할 수도 있다. 또한, 적절히 절삭 가공에 의한 가장자리대 형상부(47)의 성형 등의 형상 가공 공정을 포함할 수 있다.
또, 이 제 6 예에 있어서, 기재(41)의 재질로서 선팽창 계수가 17.3×10-6[/℃]인 스테인리스강을 이용하는 경우에는, 대 형상부 피복층(48)으로서, 예컨대, 선팽창 계수가 6.4×10-6[/℃]이며, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차가 10.9×10-6[/℃]인 Al2O3 용사막 등을 이용할 수 있다. 또한, 선팽창 계수가 8.9×10-6[/℃]인 티탄을 이용하는 경우에는, 제 1 절연층(42a) 및 제 2 절연층(44a)으로서, 예컨대, 선팽창 계수가 6.4×10-6[/℃]이며, 기재(41)의 선팽창 계수와의 차가 2.5×10-6[/℃]인 Al2O3 용사막 등을 이용할 수 있다.
다음에, 도 1에 나타내는 것과 동일한 구성의 플라즈마 에칭 장치(1)의 정전척(40)에 대하여, 이하의 방법으로 내열성 시험을 실시했다.
표 1에 나타내는 재질의 기재(41)와 용사막(제 1 절연층(42) 및 제 2 절연층(44))을 조합하여 제작한 정전척 A∼C에 대하여, 승온→강온의 온도 사이클을 5회 반복하여, 크랙의 발생의 유무를 확인했다. 용사막은, 제 1 절연층(42) 및 제 2 절연층(44) 모두 동일한 재질로 했다. 본 내열 시험에 있어서의 칠러 설정 온도, 온도 사이클 조건 및 정전척(40)의 표면 온도의 실측값은 표 1에 나타내는 바와 같다. 또한, 크랙 발생의 유무는 컬러체크법(용제 제거성 염색 침투 심상 검사법)에 근거하여 판정했다. 그 결과를 더불어 표 1에 나타내었다.
Figure 112007057964440-PAT00001
이 시험 결과로부터, 알루미늄 기재와 알루미나 용사막의 조합에서는, 전극 사이즈에 관계없이 크랙이 발생했지만, 스테인레스 기재와 알루미나 용사막의 조합의 경우에는, 크랙의 발생은 보이지 않았다. 이 결과로부터, 기재의 재질로서 선팽창 계수가 17.3×10-6[/℃]인 스테인리스강에 대하여, 선팽창 계수가 10.9×10-6[/℃]이며, 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 Al2O3 용사막을 이용하는 것에 의해, 크랙의 발생을 방지할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 다음에, 본 발명의 실시예 2에 따른 정전 흡착 전극으로서의 정전척을 구비한 기판 처리 장치의 일례인 플라즈마 에칭에 대하여 설명한다. 도 8은 그와 같은 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도이다.
여기서는, 상기 실시예 1의 정전척(40)이란, 주로 기재의 구조가 다른 정전척(140)을 탑재한 플라즈마 에칭 장치(101)에 대하여 나타내고, 다른 구성은 기본적으로 같기 때문에, 도 1과 같은 것에는 같은 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
본 실시예의 정전척(140)은, 도전성 재료로 이루어지는 기재(141)를 갖고 있고, 이 기재(141)는 상부 부재(141a)와 하부 부재(141b)를 갖는 분할 구조를 이루고 있다. 이 기재(141)의 상면에는, 밑에서부터 순서대로, 제 1 절연층(142), 전극(143) 및 제 2 절연층(144)이 적층되어 있다. 정전척(140)은, 제 1 절연층(142)과 제 2 절연층(144) 사이의 전극(143)에, 직류 전원(26)으로부터 급전선(27)을 거쳐서 직류 전압을 인가함으로써, 예컨대, 쿨롱력에 의해서 기판 G을 정전 흡착한다. 정전척(140)의 상면(제 2 절연층(144)의 상면)에는, 실시예 1과 마찬가지로, 기판 G을 흡착 유지하는 기판 유지면(150)이 형성되어 있다(도 9 참조). 이 기판 유지면(150)의 사이즈는, 긴 변(최장부분 치수)의 길이가 450㎜ 이상, 예컨대, 450㎜∼3500㎜으로 할 수 있다.
다음에, 본 실시예에 따른 정전척(140)에 대하여 상세히 설명한다. 도 9는 정전척(140)을 확대하여 나타내는 단면도이다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 이 정전척(140)은, 기재(141)의 상면의 중앙에 볼록 형상부(141c)를 갖고, 볼록 형상부(141c)의 바깥둘레가 서셉터 기재(4a)에 대하여 정전척(140)을 나사 고정하기 위한 플랜지부(141d)를 형성하고 있다(나사는 도시 생략). 그리고, 볼록 형상부(141c)의 상면에 제 1 절연층(142), 제 2 절연층(144) 및 이들 사이의 전극(143)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 절연층(144)의 위에는 기판 유지면(150)이 형성된다. 제 1 절연층(142)은 볼록 형상부(141c)의 측면에도 형성되어 있다. 전극(143)의 재질은, 실시예 1의 전극(43)과 마찬가지로, 텅스텐, 몰리브덴 등이 예시된다. 또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 기판 유지면(150)에는 복수의 볼록부(150a)가 형성되어 있고, 이들 볼록부(150a)는, 그 정상면에서 기판 G을 지지하여, 인접하는 볼록부(150a)의 사이에 가스 통로(9)를 거쳐서 He 가스 등의 전열 가스가 공급된다.
본 실시예에 있어서도, 기판 유지면(150)의 사이즈가 긴 변의 치수로, 450㎜ 이상 예컨대, 450㎜∼3500㎜인 정전척(140)에 있어서 열 내성을 향상시키기 위해서는 막두께도 중요한 요소이며, 제 1 절연층(142)의 막두께는, 250∼600㎛으로 하는 것이 바람직하고, 300∼550㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 제 2 절연층(144)의 막두께는, 250∼600㎛으로 하는 것이 바람직하고, 300∼550㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다.
기재(141)는, 상술한 바와 같이, 상부 부재(141a)와 하부 부재(141b)로 분할되어 있고, 상부 부재(141a)는 볼록 형상부(141c)와, 플랜지부(141d)의 일부를 포함하고 있다. 하부 부재(141b)는 상부 부재(141a)의 밑에 마련되고, 그 중앙 상부에 상부 부재(141a)가 끼워지는 오목부(141e)가 형성되어 있다. 그리고, 하부 부재(141b)의 오목부(141e)보다도 외측의 부분은, 상기 플랜지부(141d)의 잔여부를 구성하고 있다. 상부 부재(141a)와 하부 부재(141b)는, 나사(161)에 의해 기계적으로 체결되어 있고, 이들 사이에는, 밀봉 부재(162)가 개재되어 있다.
상부 부재(141a)와 하부 부재(141b)와의 사이에는, He 등의 전열 가스를 일단 모으는 가스 고임부(109a)가 형성되어 있다. 이 가스 고임부(109a)에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로, 절연판(3) 및 서셉터 기재(4a)를 관통하여 정전척(140)에 연장하는 가스 통로(9)가 접속되어 있다. 또한, 가스 고임부(109a)로부터 위쪽을 향해서 다수의 가스 공급 연통 구멍(109b)이 형성되고, 기판 G의 이면에 He 가스 등의 전열 가스가 공급되게 되어 있다. 이 경우에, 상부 부재(141a)가 플랜지부(141d)를 포함하기 때문에, 가스 고임부(109a)를 볼록부 기판 유지면(150)의 바깥둘레 부근까지 연장시킬 수 있고, 전열용 가스인, He 가스 등을 기판 G의 이면의 가장자리부까지 공급할 수 있다.
이러한 정전척(140)에 있어서, 제 1 절연층(142) 및 제 2 절연층(144)은 세라믹 용사 피막으로 형성되어 있다. 또한, 기재(141)의 볼록 형상부(141c)의 측면도 이들 절연층(142, 144)에 연속하도록, 세라믹 용사 피막으로 이루어지는 측면 절연층(142a)이 형성되어 있다. 그리고, 기재(141)의 상부 부재(141a)와, 제 1 절연층(142) 및 제 2 절연층(144)을 형성하는 세라믹 용사 피막은, 절연층으로의 크랙을 방지하는 관점에서, 선팽창 계수의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하로 되도록 한다. 구체적으로는, 상부 부재(141a)로서, 종래의 기재(141)의 재료인 알루미늄(선팽창 계수 23.8×10-6[/℃])보다도 저열팽창 재료인 스테인리스강(선팽창 계수 17.3×10-6[/℃]) 또는 티탄(선팽창 계수 8.9×10-6[/℃])을 이용하여, 절연층(142, 144)을 구성하는 세라믹 용사 피막으로서, 불화이트륨 용사막(YF3; 선팽창 계수 13×10-6[/℃]), 산화마그네슘 용사막(MgO; 선팽창 계수 11×10-6∼15×10-6[/℃]), 포르스테라이트 용사막(2MgO·SiO2; 선팽창 계수 10.2×10-6[/℃]), 이트리아 용사막(Y2O3; 선팽창 계수 8.2×10-6[/℃]), 알루미나 용사막(Al2O3; 선팽창 계수 6.4×10-6[/℃])를 이용할 수 있다.
이와 같이, 절연층(142, 144)을 구성하는 세라믹 용사 피막과, 그것에 인접하는 기재(141)의 상부 부재(141a)와의 선팽창 계수의 차의 절대값을 14×10-6[/℃] 이하로 하는 것에 의해, 열응력을 완화하고, 정전척(140)의 내열성을 향상시켜, 절연층의 크랙의 발생을 억제할 수 있다.
여기서, 상술한 바와 같이, 제 1 절연층(142)은, 기재(141)의 볼록 형상부(141c)의 측면에 형성되어 있고, 상부 부재(141a)의 플랜지부(141d)에 대응하는 부분까지 연장하고 있다. 한편, 하부 부재(141b)에는 세라믹 용사 피막은 형성되어 있지 않다. 이에 따라, 세라믹 용사 피막의 박리 재처리를, 상부 부재(141a)만 빼고 실행할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 세라믹 용사 피막으로 이루어지는 절연층(142, 144)에 인접하는 상부 부재(141a)를 종래보다도 저열팽창 재료인 스테인리스강 또는 티탄으로 하고, 양자간의 선팽창 계수의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하로 하여 절연층의 크랙을 억제하기 때문에, 하부 부재(141b)의 열팽창 계수는 크더라도 좋고, 종래부터 기재로서 이용되고 있는 알루미늄을 이용할 수 있다. 알루미늄은 비중이 작기 때문에, 전부를 스테인리스강이나 티탄으로 하는 경우보다도 유리하다.
하부 부재(141b)를 알루미늄으로 할 때는, 종래의 기재와 마찬가지로, 표면에 음극 산화 처리(알루마이트 처리)를 실시하고 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 용사 피막이 형성되어 있지 않더라도 높은 내식성을 유지할 수 있다. 종래는, 기재를 이러한 양극 산화 처리를 실시한 알루미늄으로 구성한 경우, 세라믹 용사 피막의 박리 재처리시에 기재의 양극 산화 처리 피막도 박리되어 재처리가 필요하게 되는 일이 있었지만, 본 실시예에서는 상술한 바와 같이 양극 산화피막이 형성되는 하부 부재(141b)에 세라믹 용사 피막이 형성되지 않기 때문에, 이러한 양극 산화 처리 피막의 박리 재처리가 불필요하다.
본 실시예에 있어서, 특히 바람직한 것은, 세라믹 용사 피막으로 이루어지는 절연층(142, 144)을 Al2O3 용사막으로 형성하고, 기재(141)의 상부 부재(141a)를 스테인리스강 또는 티탄으로 형성하며, 하부 부재(141b)를 양극 산화 처리된 알루미늄으로 형성하는 것이다. 이러한 구성에 의해, 상부 부재(141a)를 스테인리스강 또는 티탄으로 변경하는 것만으로 좋고, 타는, 종래의 정전척과 거의 동등의 형상 및 기능을 갖게 할 수 있어, 대폭적인 설계 변경 등이 불필요하게 된다.
본 실시예에 있어서도, 상기 실시예 1의 제 2 예 및 제 3 예와 마찬가지로, 제 1 절연층(142) 및 제 2 절연층(144)으로서, 서로 선팽창 계수가 다른 재료로 이루어지는 세라믹 용사막을 이용할 수 있다. 또한, 상기 실시예 1의 제 4 예와 마찬가지로, 제 2 절연층(144)의 위에 표면층으로서 상부 부재(141a)와의 선팽창 계수의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하의 세라믹 피막으로 이루어지는 제 3 절연층을 마련하더라도 좋다. 또한, 실시예 1의 제 5 예와 같이, 상부 부재(141a)와의 선팽창 계수의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하의 세라믹 피막으로 이루어지는 가장자리부 피복층 및 가장자리대 형상부를 마련하더라도 좋다. 또한, 실시예 1의 제 6 예와 같이, 상부 부재(141a)와의 선팽창 계수의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하의 세라믹 피막으로 이루어지는 대 형상부 피복층을 마련하더라도 좋다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 제약되는 것은 아니고, 여러가지의 변형이 가능하다.
예컨대, 본 발명의 처리 장치에 대해서는, 하부 전극에 고주파 전력을 인가하는 RIE 타입의 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치를 예시하고 설명했지만, 에칭 장치에 한정되지 않고, 애싱, CVD 성막 등을 실행하는 다른 종류의 플라즈마 처리 장치에 적용할 수 있고, 상부 전극에 고주파 전력을 공급하는 타입이더라도, 또한 용량 결합형에 한정되지 않고 유도 결합형이더라도 좋고, 피처리 기판은, FPD용 유리 기판 G에 한정되지 않고 반도체 웨이퍼이더라도 좋다.
또, 상기 실시예에서는, 정전 흡착 전극에 있어서의 기재(41)와 그것을 피복하는 세라믹 용사막의 선팽창 계수에 대하여 규정했지만, 정전 흡착 전극에 한정되지 않고, 기판 처리 장치의 챔버 내에서 사용되는 다른 부재에도 응용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 정전 흡착 전극의 절연층의 일부 또는 전부를, 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성했기 때문에, 기재와의 사이의 열응력이 완화되어, 크랙의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 기재의 열팽창으로의 추종성이 높고, 흡착 능력이 우수한 정전 흡착 전극을 제공할 수 있다.
또한, 기재를 상부 부재와 하부 부재의 분할 구조로 하여, 상부 부재를 절연층과 인접하도록 마련하고, 절연층의 일부 또는 전부를, 세라믹 용사막에 의해 형성하고, 또한, 상부 부재와, 세라믹 용사막과의 선팽창 계수의 차의 절대값을 14×10-6[/℃] 이하로 하는 것에 의해, 기재와 절연층의 열응력을 완화하여 크랙의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 이러한 구성으로 하는 것에 의해, 용사 피막에 알루미나를 이용하고, 기재의 하부 부재로서 알루미늄을 이용할 수 있어, 종래의 정전 흡착 전극과 거의 동등한 형상 및 기능을 갖게 할 수 있다.

Claims (34)

  1. 기판 처리 장치에 있어서 기판을 정전력에 의해 흡착 유지하는 기판 유지면을 구비한 정전 흡착 전극으로서,
    기재와,
    상기 기재 상에 마련된 절연층과,
    상기 절연층 중에 배치된 전극
    을 구비하고,
    상기 절연층의 일부 또는 전부를, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성한
    것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 유지면을 이루는 상기 절연층 표면의 일부 또는 전부에, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막을 형성한 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 유지면의 가장자리부에, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막을 형성한 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층은, 상기 전극보다 하층의 제 1 절연층과, 상기 전극보다 상층의 제 2 절연층을 포함하여 구성되어 있고,
    적어도 상기 제 1 절연층 또는 상기 제 2 절연층의 어느 것을, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/1 C] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성한
    것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층은, 상기 전극보다 하층의 제 1 절연층과, 상기 전극보다 상층의 제 2 절연층과, 상기 제 2 절연층보다 상층의 표면층을 포함하여 구성되어 있고,
    상기 표면층을, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성한
    것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 표면층의 막두께는 50∼250㎛인 정전 흡착 전극.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 유지면의 가장자리부 및 측부를 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 유지면의 가장자리부에는 단차가 마련되어 가장자리대 형상부를 형성하고 있고, 상기 가장자리대 형상부를 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 유지면의 가장자리부에는 단차가 마련되어 가장자리대 형상부를 형성하고 있고, 상기 가장자리대 형상부의 정상면(頂面)을, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해서 피복한 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막의 막두께가 50∼250㎛인 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재가 알루미늄이며, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14 ×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막은, YF3(불화이트륨), MgO(산화마그네슘), 및 2MgO·SiO2(포르스테라이트) 중 어느 것인 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막에 의해 형성된 부분 이외의 절연층을 Al2O3(알루미나)의 용사막에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재가 스테인리스강 또는 티탄이며, 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막은, Al2O3(알루미나), Y2O3(이트리아), YF3(불화이트륨), MgO(산화마그네슘), 및 2MgO·SiO2(포르스테라이트) 중 어느 것인 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  14. 기판 처리 장치에 있어서 기판을 정전력에 의해 흡착 유지하는 기판 유지면을 구비한 정전 흡착 전극으로서,
    기재와,
    상기 기재 상에 마련된 절연층과,
    상기 절연층 중에 배치된 전극
    을 구비하고,
    상기 절연층의 일부 또는 전부가, 세라믹 용사막에 의해 형성되고,
    상기 기재는, 상기 절연층과 인접하는 상부 부재와, 상기 상부 부재를 지지하는 하부 부재를 갖고,
    상기 상부 부재와, 상기 세라믹 용사막은, 선팽창 계수의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인
    것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 유지면을 이루는 상기 절연층 표면의 일부 또는 전부에, 상기 세라믹 용사막을 형성한 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 유지면의 가장자리부에, 상기 세라믹 용사막을 형성한 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 절연층은, 상기 전극보다 하층의 제 1 절연층과, 상기 전극보다 상층의 제 2 절연층을 포함하여 구성되어 있고,
    적어도 상기 제 1 절연층 또는 상기 제 2 절연층 중 어느 것을, 상기 세라믹 용사막에 의해 형성한
    것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 절연층은, 상기 전극보다 하층의 제 1 절연층과, 상기 전극보다 상층의 제 2 절연층과, 상기 제 2 절연층보다 상층의 표면층을 포함하여 구성되어 있고,
    상기 표면층을 상기 세라믹 용사막에 의해 형성한
    것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 표면층의 막두께는 50∼250㎛인 정전 흡착 전극.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 유지면의 가장자리부 및 측부를 상기 세라믹 용사막에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 유지면의 가장자리부에는 단차가 마련되어 가장자리대 형상부를 형성하고 있고, 상기 가장자리대 형상부를 상기 세라믹 용사막에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 유지면의 가장자리부에는 단차가 마련되어 가장자리대 형상부를 형성하고 있고, 상기 가장자리대 형상부의 정상면을, 상기 세라믹 용사막에 의해 피복한 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 세라믹 용사막의 막두께가 50∼250㎛인 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  24. 제 14 항에 있어서,
    상기 기재는 그 상면의 중앙에 볼록 형상부를 갖고, 상기 볼록 형상부의 바깥둘레측이 플랜지부를 형성하고 있고, 상기 절연층은 상기 볼록 형상부의 정상면 및 측면에 형성되며, 상기 절연층의 상기 정상면 부분의 표면이 상기 기판 유지면을 구성하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 기재의 상기 상부 부재는, 상기 볼록 형상부와, 그 바깥둘레부의 상기 플랜지부의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  26. 제 14 항에 있어서,
    상기 상부 부재와 상기 하부 부재는 나사 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  27. 제 14 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재의 상기 상부 부재가 스테인리스강 또는 티탄이며, 상기 세라믹 용사막은, Al2O3(알루미나), Y2O3(이트리아), YF3(불화이트륨), MgO(산화마그네슘) 및 2MgO·SiO2(포르스테라이트) 중 어느 것인 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 상부 부재가 스테인리스강이고, 상기 하부 부재가 알루미늄이며, 상기 세라믹 용사막은 Al2O3(알루미나)인 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 하부 부재의 표면에 양극 산화 피막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  30. 제 1 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 유지면은, 최장부분 치수가 450㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극.
  31. 기판을 수용하는 챔버와,
    청구항 1 또는 청구항 14에 기재된 정전 흡착 전극과,
    상기 정전 흡착 전극에 유지된 기판에 대하여 소정의 처리를 실시하는 처리 기구
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  32. 기판 처리 장치에서 기판을 흡착 유지하기 위한 정전 흡착 전극의 제조 방법으로서,
    기재의 표면에 제 1 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 절연층의 위에 전극을 형성하는 공정과,
    상기 전극을 덮도록 제 2 절연층을 형성하는 공정
    을 포함하고,
    상기 제 1 절연층을 형성하는 공정 및/또는 상기 제 2 절연층을 형성하는 공 정에서는, 용사에 의해 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막을 형성하는
    것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극의 제조 방법.
  33. 기판 처리 장치에서 기판을 흡착 유지하기 위한 정전 흡착 전극의 제조 방법으로서,
    기재의 표면에 제 1 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 절연층의 위에 전극을 형성하는 공정과,
    상기 전극을 덮도록 제 2 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 제 2 절연층의 기판 유지면의 일부 또는 전부에, 용사에 의해 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막으로 이루어지는 피복층을 형성하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극의 제조 방법.
  34. 기판 처리 장치에서 기판을 흡착 유지하기 위한 정전 흡착 전극의 제조 방법으로서,
    기재의 표면에 제 1 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 절연층의 위에 전극을 형성하는 공정과,
    상기 전극을 덮도록 제 2 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층의 측부에, 용사에 의해 상기 기재의 선팽창 계수와의 차의 절대값이 14×10-6[/℃] 이하인 선팽창 계수를 갖는 세라믹 용사막으로 이루어지는 피복층을 형성하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극의 제조 방법.
KR1020070080311A 2006-08-10 2007-08-09 정전 흡착 전극, 기판 처리 장치 및 정전 흡착 전극의 제조방법 KR100921836B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2006-00218457 2006-08-10
JP2006218457 2006-08-10
JPJP-P-2007-00153792 2007-06-11
JP2007153792A JP4994121B2 (ja) 2006-08-10 2007-06-11 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080014673A true KR20080014673A (ko) 2008-02-14
KR100921836B1 KR100921836B1 (ko) 2009-10-13

Family

ID=39289092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070080311A KR100921836B1 (ko) 2006-08-10 2007-08-09 정전 흡착 전극, 기판 처리 장치 및 정전 흡착 전극의 제조방법

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4994121B2 (ko)
KR (1) KR100921836B1 (ko)
CN (1) CN101188207B (ko)
TW (1) TWI423380B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101353157B1 (ko) * 2010-12-28 2014-01-22 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 정전 척
KR20190056973A (ko) * 2017-11-17 2019-05-27 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라스마 처리 장치
WO2023163472A1 (ko) * 2022-02-28 2023-08-31 주식회사 이에스티 저온 정전척

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI475594B (zh) * 2008-05-19 2015-03-01 Entegris Inc 靜電夾頭
JP5025576B2 (ja) * 2008-06-13 2012-09-12 新光電気工業株式会社 静電チャック及び基板温調固定装置
US8861170B2 (en) 2009-05-15 2014-10-14 Entegris, Inc. Electrostatic chuck with photo-patternable soft protrusion contact surface
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
WO2011149541A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Axcelis Technologies Inc. Matched coefficient of thermal expansion for an electrostatic chuck
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
JP6296770B2 (ja) * 2013-11-29 2018-03-20 日本特殊陶業株式会社 基板載置装置
CN104752118B (zh) * 2013-12-25 2017-02-15 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理腔室及其静电夹盘的制造方法
CN104752119B (zh) * 2013-12-25 2017-08-25 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理腔室及其静电夹盘的制造方法
JP6230477B2 (ja) * 2014-04-25 2017-11-15 株式会社ディスコ 切削装置
JP2016065302A (ja) * 2014-09-17 2016-04-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置用の部品、及び部品の製造方法
CN104576490A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 上海卡贝尼精密陶瓷有限公司 一种静电吸盘及其制造方法
KR102314667B1 (ko) * 2015-10-04 2021-10-20 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 작은 열 질량의 가압 챔버
JP2017147278A (ja) * 2016-02-15 2017-08-24 東京エレクトロン株式会社 基板載置台および基板処理装置
KR102632725B1 (ko) * 2016-03-17 2024-02-05 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 기판 지지 플레이트 및 이를 포함하는 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법
JP6854600B2 (ja) * 2016-07-15 2021-04-07 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置、および基板載置台
KR102630782B1 (ko) * 2016-08-19 2024-01-31 삼성전자주식회사 기판 처리 장치
CN110997972B (zh) 2017-07-31 2022-07-26 京瓷株式会社 部件及半导体制造装置
WO2019044850A1 (ja) 2017-09-01 2019-03-07 学校法人 芝浦工業大学 部品および半導体製造装置
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
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
CN111613563B (zh) * 2019-02-26 2024-02-27 芯恩（青岛）集成电路有限公司 一种静电吸盘及晶圆测试方法
KR102635168B1 (ko) * 2021-04-26 2024-02-13 주식회사 이에스티 코팅 타입 고온 정전척
US20230009692A1 (en) * 2021-07-07 2023-01-12 Applied Materials, Inc Coated substrate support assembly for substrate processing
CN114457300B (zh) * 2022-02-10 2022-12-20 重庆臻宝实业有限公司 一种具有交叉回路下部电极的制备工艺

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3225850B2 (ja) * 1995-09-20 2001-11-05 株式会社日立製作所 静電吸着電極およびその製作方法
JPH09213777A (ja) * 1996-01-31 1997-08-15 Kyocera Corp 静電チャック
JPH11157953A (ja) * 1997-12-02 1999-06-15 Nhk Spring Co Ltd セラミックスと金属との構造体及びそれを用いた静電チャック装置
JPH11168134A (ja) * 1997-12-03 1999-06-22 Shin Etsu Chem Co Ltd 静電吸着装置およびその製造方法
JPH11176919A (ja) * 1997-12-08 1999-07-02 Sony Corp 静電チャック
JP2000021962A (ja) * 1998-07-03 2000-01-21 Hitachi Ltd 静電吸着装置
KR100476845B1 (ko) * 1999-04-06 2005-03-17 동경 엘렉트론 주식회사 전극, 적재대, 플라즈마 처리 장치 및 전극과 적재대의제조 방법
TW541586B (en) * 2001-05-25 2003-07-11 Tokyo Electron Ltd Substrate table, production method therefor and plasma treating device
JP2003060019A (ja) * 2001-08-13 2003-02-28 Hitachi Ltd ウエハステージ
US7175737B2 (en) * 2002-04-16 2007-02-13 Canon Anelva Corporation Electrostatic chucking stage and substrate processing apparatus
JP2004247387A (ja) * 2003-02-12 2004-09-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体製造装置用ウェハ保持体およびそれを搭載した半導体製造装置
JP4421874B2 (ja) * 2003-10-31 2010-02-24 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方法
JP2006049483A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Canon Inc 静電吸着装置および電子源の製造装置
JP2006060040A (ja) * 2004-08-20 2006-03-02 Rasa Ind Ltd 静電チャックプレート及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101353157B1 (ko) * 2010-12-28 2014-01-22 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 정전 척
KR20190056973A (ko) * 2017-11-17 2019-05-27 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라스마 처리 장치
WO2023163472A1 (ko) * 2022-02-28 2023-08-31 주식회사 이에스티 저온 정전척

Also Published As

Publication number Publication date
KR100921836B1 (ko) 2009-10-13
JP2008066707A (ja) 2008-03-21
CN101188207A (zh) 2008-05-28
JP4994121B2 (ja) 2012-08-08
CN101188207B (zh) 2011-01-12
TW200826226A (en) 2008-06-16
TWI423380B (zh) 2014-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100921836B1 (ko) 정전 흡착 전극, 기판 처리 장치 및 정전 흡착 전극의 제조방법
TWI559357B (zh) Electrode generation electrode and plasma processing device
KR101261706B1 (ko) 기판 탑재대, 그 제조 방법 및 기판 처리 장치
KR100904563B1 (ko) 기판 탑재대, 기판 처리 장치 및 기판 탑재대의 제조 방법
US20110207332A1 (en) Thin film coated process kits for semiconductor manufacturing tools
JP5004436B2 (ja) 静電吸着電極および処理装置
TWI723031B (zh) 電漿處理裝置及噴頭
JP2008294042A (ja) 載置台およびそれを用いたプラズマ処理装置
KR20070009448A (ko) 정전 흡착 전극, 기판 처리 장치 및 정전 흡착 전극의 제조방법
US20140127911A1 (en) Palladium plated aluminum component of a plasma processing chamber and method of manufacture thereof
US9613834B2 (en) Replaceable upper chamber section of plasma processing apparatus
JP2003224077A (ja) プラズマ処理装置、電極部材、バッフル板の製造方法、処理装置、および、表面処理方法
JP2002222799A (ja) プラズマ処理装置およびそのクリーニング方法および静電チャックの除電方法
KR100996018B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
TWI813699B (zh) 噴氣頭及電漿處理裝置
US20070221332A1 (en) Plasma processing apparatus
JP2006339678A (ja) プラズマ処理装置及び電極部材
KR20220081901A (ko) 샤워 헤드의 제조 방법 및 샤워 헤드, 및 플라즈마 처리 장치
CN113261078A (zh) 真空处理装置、真空处理装置的清洁方法
CN115836378A (zh) 用于氢与氨等离子体应用的具有保护性陶瓷涂层的处理套件
WO2019051364A1 (en) IN SITU SELECTIVE CLEANING OF HIGH K FILMS FROM A PROCESSING CHAMBER USING A REACTIVE GAS PRECURSOR
KR20090107942A (ko) 플라즈마 처리 용기 및 플라즈마 처리 장치

Legal Events

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

Payment date: 20120924

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130924

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141001

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150917

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160921

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170920

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180920

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190919

Year of fee payment: 11