KR20140053323A - 진공 처리 장치 및 진공 처리 방법 - Google Patents

진공 처리 장치 및 진공 처리 방법

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KR20140053323A
KR20140053323A KR1020147006786A KR20147006786A KR20140053323A KR 20140053323 A KR20140053323 A KR 20140053323A KR 1020147006786 A KR1020147006786 A KR 1020147006786A KR 20147006786 A KR20147006786 A KR 20147006786A KR 20140053323 A KR20140053323 A KR 20140053323A
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KR1020147006786A
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켄 마에히라
타이치 수주키
에리코 마세
코 후와
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울박, 인크
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Abstract

플라즈마 처리를 행할 때, 절연성 기판을 강하게 흡착 지지 유지할 수 있는 진공 처리 장치 및 진공 처리 방법을 제공한다. 접지된 진공조(11)와 진공조(11)에 접속된 진공 배기 장치(19)와 진공조(11) 내부에 배치된 흡착 장치(40)와 흡착 장치(40)에 설치된 단극(3)에 출력전압을 인가하는 흡착용 전원(16)과, 진공조(11)내에 플라즈마 생성 가스를 도입하는 플라즈마 생성 가스 도입 장치(21)와, 플라즈마 생성 가스를 플라즈마로 하는 플라즈마 생성부(20)를 가지고, 흡착 장치(40)상에 처리 대상물(6)을 배치하여 진공조(11)내에 플라즈마를 생성하면서 흡착용 전원(16)에 의해 단극(3)에 출력전압을 인가하고, 처리 대상물(6)을 흡착 장치에 흡착하면서 플라즈마에 의해 처리하는 진공 처리 장치(1)이며, 처리 대상물(6)에는 절연성 기판이 이용되고, 흡착용 전원(16)은 정전압과 부전압을 주기적으로 변화된 출력전압을 단극(3)에 출력한다.

Description

진공 처리 장치 및 진공 처리 방법{Vacuum processing device and vacuum processing method}
본 발명은 진공 처리 장치 및 진공 처리 방법에 관한 것이며, 특히, 절연성 기판을 흡착 지지 유지하는 흡착 장치에 관한 것이다.
흡착 장치는 장치 내부의 전극에 전압을 인가하여, 처리 대상물의 기판을 정전 흡착하는 장치이다. 반도체 웨이퍼 등의 처리 대상물에 플라즈마 처리를 가하는 경우에, 처리 대상물을 진공 처리실내의 시료대 상에 재치 고정하기 위해서 사용되고 있다.
흡착 장치에는 장치 내부의 전극에 정전압 또는 부전압의 어느 한쪽을 인가하는 단극식과, 정전압이 인가되는 전극과 부전압이 인가되는 전극의 양쪽 모두를 가지는 쌍극식이 있다.
종래 이용되어 온 흡착 장치를 포함하는 진공 처리 장치의 일반적인 구조를 도 2를 이용하여 설명한다. 또한, 여기에서는 쌍극식의 흡착 장치를 이용하기로 한다. 일반적인 종래의 진공 처리 장치(101)는 진공조(111)와 플라즈마 생성부(120)를 가지고 있다.
진공조(111)에는 진공 배기 장치(119)가 접속되어 있고, 진공 배기할 수 있게 되어 있다. 진공조(111)의 내부에는 절연성의 받침대(115)가 배치되고, 받침대(115) 위에 흡착 장치(140)가 배치되어 있다. 받침대(115)는 진공조(111)의 벽과 흡착 장치(140)를 전기적으로 절연하고 있다. 흡착 장치(140)는 유전체층(105)과 제 1 전극(1031), 제 2 전극(1032)을 가지고 있다. 제 1 전극(1031)과 제 2 전극(1032)은 유전체층(105)의 내부에 배치되어 있다. 제 1 전극(1031)과 제 2 전극(1032)에는 흡착용 전원(116)이 전기적으로 접속되어 있고, 제 1 전극(1031)에는 정의 직류 전압을, 제 2 전극(1032)에는 부의 직류 전압을 인가할 수 있게 되어 있다. 또한, 진공조(111)는 접지 되어 있고, 접지 전위에 놓여져 있다.
플라즈마 생성부(120)는 통형의 플라즈마 생성 용기(134)와, 플라즈마 생성 용기(134)의 외측의 측면을 권회하는 코일(136)을 가지고 있다. 플라즈마 생성 용기(134)의 저면은 개구로 되어 있고, 개구의 가장자리는 진공조(111)에 설치된 개구의 가장자리와 접촉하고, 플라즈마 생성 용기(134)의 내부와 진공조(111)의 내부는 연결되어 있다. 플라즈마 생성 용기(134)에는 플라즈마 생성 가스 도입 장치(121)가 접속되어 있고, 플라즈마 생성 가스를 플라즈마 생성 용기(134)의 내부에 공급할 수 있다. 코일(136)에는 교류 전원(135)이 접속되어 있고, 교류 전원(135)으로부터 코일(136)에 교류 전류를 흘리면, 플라즈마 생성 용기(134)의 내부에 고주파 자계가 발생하도록 되어 있다. 고주파 자계에 의해 플라즈마 생성 가스를 전리할 수 있다.
이러한 구조를 가지는 진공 처리 장치(101)를 이용하여 플라즈마에 의한 진공 처리를 행하려면, 우선, 진공 배기 장치(119)에 의해 플라즈마 생성 용기(134)와 진공조(111)의 내부를 진공 배기하여, 진공 분위기를 유지한다.
다음에, 처리 대상물(106)을 진공조(111)내에 반입하여, 유전체층(105)에 재치한다. 흡착용 전원(116)을 기동하여, 제 1 전극(1031)에 정의 직류 전압을, 제 2 전극(1032)에 부의 직류 전압을 인가한다. 상기 전압 인가에 의해 처리 대상물(106)과 유전체층(105)과의 사이에 흡착력이 작용한다.
여기서, 쌍극식 흡착 장치의 흡착 원리를 도 3을 이용하여 간단하게 설명한다. 제 1 전극(1031)과 제 2 전극(1032)이 만드는 전계의 영향을 받아, 유전체층(105)은 유전분극을 일으킨다. 그리고, 유전체층(105)의 표면에 전하가 발생한다. 정전하와 부전하의 분포는 도 3에 도시하는 바와 같이, 유전체층(105)의 표면상에서 제 1 전극(1031)에 가까운 곳은 정의 전하를 띠고, 유전체층(105)의 표면상에서 제 2 전극(1032)에 가까운 곳은 부의 전하를 띤다. 유전체층(105) 표면의 전하는 유전체층(105)의 윗쪽에 불평등한 전계를 만들어 낸다. 처리 대상물(106)은 전계의 영향을 받아 분극을 일으킨다. 전계가 불평등하기 때문에, 분극에 의해 생긴 쌍극자에는, 기울기력이 작용하여(평등한 전계중에서는 쌍극자에 작용하는 힘의 합력은 제로 뉴턴이 된다), 처리 대상물(106)이 유전체층(105)쪽으로 끌어 당겨진다.
처리 대상물(106)과 유전체층(105)을 흡착시킨 후, 교류 전원(135)을 기동하고, 코일(136)에 교류 전류를 흘려, 플라즈마 생성 용기(134)의 내부에 고주파 자계를 발생시킨다. 플라즈마 생성 가스 도입 장치(121)로부터, 플라즈마 생성 용기(134)의 내부에 플라즈마 생성 가스를 도입하면, 플라즈마 생성 가스가 고주파 자계에 의해 전리되고 플라즈마가 된다. 플라즈마는 플라즈마 생성 용기(134)의 내부로부터 진공조(111)의 내부에 확산하여 처리 대상물(106)에 접촉하고, 처리 대상물(106)을 에칭한다.
에칭 종료후, 흡착용 전원(116)에 의한 전압 인가를 종료하고, 처리 대상물(106)과 유전체층(105)과의 흡착력이 소실된 후, 처리가 완료된 처리 대상물(106)을 진공조(111)내로부터 반출하고, 다음의 처리 대상물(106)을 유전체층(105)에 재치한다.
상기 쌍극식의 흡착 장치(140)의 문제점은 처리 대상물(106)과 유전체층(105)과는 기울기력에 의해 흡착되어 있기 때문에 흡착력이 약하고, 유전체층(105)을 가열 또는 냉각하여 처리 대상물(106)을 가열 또는 냉각하려고 하여도 열을 전하는 효율이 나쁘기 때문에, 처리 대상물(106)을 원하는 온도로 하는 것이 곤란한 것이다.
특허 문헌 1 : 일본국 공개 특허 2001－156161호 공보
본 발명은 상기 종래 기술의 불편함을 해결하기 위해서 창작된 것이며, 그 목적은 플라즈마 처리를 행할 때, 절연성 기판을 강하게 흡착 지지 유지할 수 있는 진공 처리 장치 및 진공 처리 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 접지 전위에 접속된 진공조와, 상기 진공조에 접속된 진공 배기 장치와, 상기 진공조 내부에 배치된 흡착 장치와, 상기 흡착 장치에 설치된 단극과, 상기 단극에 전기적으로 접속된 흡착용 전원과, 상기 진공조내에 플라즈마 생성 가스를 도입하는 플라즈마 생성 가스 도입 장치와, 상기 플라즈마 생성 가스를 플라즈마로 하는 플라즈마 생성부를 가지고, 상기 흡착 장치상에 처리 대상물을 배치하여 상기 진공조내에 상기 플라즈마를 생성하면서 상기 흡착용 전원에 의해 상기 단극에 전압을 인가하고, 상기 처리 대상물을 상기 흡착 장치에 흡착하면서 플라즈마에 의해 처리하는 진공 처리 장치이며, 상기 플라즈마 생성부는 상기 단극과는 이간하여 배치되고, 상기 처리 대상물에는 절연성 기판이 이용되고, 상기 단극에는 상기 흡착용 전원으로부터, 정전압과 부전압과의 사이에 주기적으로 변화하는 흡착 전압이 인가되는 진공 처리 장치이다.
또한, 본 발명은 상기 흡착 장치 표면에는 홈이 형성되고, 상기 홈에는 상기 홈에 열전도성 가스를 공급하는 열전도성 가스 공급 장치가 접속된 진공 처리 장치이다.
본 발명의 상기 흡착용 전원은, 상기 정전압의 인가 시간이 상기 부전압의 인가 시간 이하의 시간으로 된 상기 흡착 전압을 출력하도록 설정된 진공 처리 장치이다.
더욱이 본 발명의 상기 흡착용 전원은, 상기 정전압을 1초 이상의 시간으로 출력하도록 설정된 진공 처리 장치이다.
본 발명은 접지 전위에 접속된 진공조와, 상기 진공조에 접속된 진공 배기 장치와, 상기 진공조내부에 배치된 흡착 장치와, 상기 흡착 장치에 설치된 단극과, 상기 단극에 전기적으로 접속된 흡착용 전원과, 상기 진공조내에 플라즈마 생성 가스를 도입하는 플라즈마 생성 가스 도입 장치와, 상기 플라즈마 생성 가스를 플라즈마로 하는 플라즈마 생성부를 가지고, 상기 플라즈마 생성부는 상기 단극과는 이간하여 배치된 진공 처리 장치를 이용하고, 상기 흡착 장치상에 처리 대상물을 배치하여 상기 진공조내에 상기 플라즈마를 생성하면서 상기 흡착용 전원에 의해 상기 단극에 전압을 출력하고, 상기 처리 대상물을 상기 흡착 장치에 흡착하면서 플라즈마에 의해 처리하는 진공 처리 방법이며, 상기 처리 대상물에 절연성 기판을 이용하여, 상기 처리 대상물을 상기 플라즈마에 접촉시키면서, 정전압과 부전압이 주기적으로 변화하는 흡착 전압을 상기 흡착용 전원으로부터 출력시켜, 상기 흡착 전압을 상기 단극에 인가하여 상기 처리 대상물을 상기 흡착 장치에 흡착시키는 진공 처리 방법이다.
본 발명의 상기 절연성 기판은, 사파이어인 진공 처리 방법이다.
본 발명의 상기 흡착 전압은, 상기 정전압의 인가 시간이 상기 부전압의 인가 시간 이하의 시간으로 된 진공 처리 방법이다.
본 발명의 상기 정전압의 인가 시간은 1초 이상으로 된 진공 처리 방법이다.
본 발명은 상기 플라즈마로 상기 처리 대상물을 진공 처리할 때에, 상기 흡착 장치 표면과 상기 절연성 기판과의 사이에 열전도성 가스를 도입하는 진공 처리 방법이다.
처리 대상물과 단극식 흡착 장치와의 사이에 작용하는 흡착력을 강하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 단극식 흡착 장치를 포함한 진공 처리 장치의 내부 구성도이며,
도 2는 종래의 쌍극식 흡착 장치를 포함한 진공 처리 장치의 내부 구성도이며,
도 3은 쌍극식 흡착 장치의 흡착 원리를 설명하기 위한 도면이며,
도 4는 정전압과 부전압을 포함하여 주기적인 변화를 반복하는 전압을 인가한 경우의 헬륨 리크량을 도시하는 그래프이며,
도 5는 흡착력을 유지하는데 유효한 전압 인가 과정과, 그 과정에 있어서의 헬륨 리크량을 도시하는 그래프이며,
도 6은 흡착력 저하의 플라즈마 의존성을 도시하는 그래프이며,
도 7은 전압 인가 과정과 헬륨 리크량의 관계를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 진공 처리 장치의 구조를 도 1을 이용하여 설명한다. 본 발명의 진공 처리 장치(1)는 금속제의 진공조(11)와 플라즈마 생성부(20)를 가지고 있다.
진공조(11)에는 진공 배기 장치(19)가 접속되어 있고, 진공조(11)의 내부를 진공 배기할 수 있게 되어 있다. 진공조(11)의 내부에는 절연성의 받침대(15)가 배치되고, 받침대(15) 위에 흡착 장치(40)가 배치되어 있다. 받침대(15)는 진공조(11)의 벽과 흡착 장치(40)를 전기적으로 절연하고 있다. 또한, 진공조(11)는 접지되어 있고, 접지 전위에 재치되어 있다.
흡착 장치(40)는 유전체층(5)과 단극(3)을 가지고 있다. 유전체층(5)은 단극(3) 위에 배치되어 있다. 단극(3)에는 진공조(11)의 외부에 배치된 흡착용 전원(16)이 전기적으로 접속되어 있다. 흡착용 전원(16)은 단극(3)에 인가되는 출력전압의 크기와 극성을 변경할 수 있게 되어 있다.
단극(3)은 한 장의 도전성의 전극판으로 구성하여도 되고, 복수의 도전성의 전극판으로 구성하여도 된다.
단극(3)이 복수의 전극으로 구성되어 있는 경우, 모든 전극에 동일한 극성으로 동일한 크기의 전압이 인가된다. 유전체층(5)의 표면과 단극(3)과의 사이에는, 단극(3) 이 외의 다른 극성 또는 다른 크기의 전압이 인가되는 전극은 배치되어 있지 않다.
진공조(11)내에는 막대 모양의 기판 승강 기구(18)가 배치되어 있고, 기판 승강 기구(18)에는 기판 승강 제어장치(17)가 접속되어 있다. 기판 승강 제어장치(17)는 기판 승강 기구(18)를 상하로 움직일 수 있게 되어 있다. 기판 승강 기구(18)가 흡착 장치(40)의 하부에서 윗쪽으로 돌출할 수 있도록 유전체층(5)과 단극(3)에는 구멍이 설치되어 있다.
유전체층(5)의 표면에는 홈(28)이 설치되어 있다. 홈(28)은 유전체층(5)의 내부에 있고, 유전체층(5)의 표면에 홈(28)의 개구가 위치되어 있다. 홈(28)의 저면과 측면은 유전체층(5)이며, 홈(28)의 양단은 유전체층(5)으로 닫혀 있다. 판형상의 처리 대상물(6)이 유전체층(5) 위에 재치되었을 때, 처리 대상물(6)이 홈(28)의 개구에 노출되고, 홈(28)은 유전체층(5)과 처리 대상물(6)의 하부를 향한 면(이하, 이면이라고 한다)에 의해 둘러싸이고, 폐쇄된 공간이 되게 되어 있다. 홈(28)에는 구멍이 형성되어 있고, 그 구멍에는 열전도성 가스 공급 장치(10)가 접속되어 있고, 홈(28)에 열전도성 가스를 공급할 수 있게 되어 있다.
처리 대상물(6)이 유전체층(5) 위에 재치된 상태로, 열전도성 가스를 공급하면, 유전체층(5)과 처리 대상물(6)에 의해 둘러싸인 공간이 열전도성 가스로 채워진다.
처리 대상물(6)의 이면과 유전체층(5)의 표면과의 사이에는, 처리 대상물(6)과 유전체층(5)의 미소한 불균일에 기인하여 틈이 발생되어 있고, 홈(28)내의 공간으로부터 열전도성 가스가 그 틈에 진입하면, 열전도성 가스는 처리 대상물(6)과 유전체층(5)의 양쪽 모두에 접촉되고, 처리 대상물(6)과 유전체층(5)의 사이에 열이 전해지기 쉬워진다.
흡착 장치(40) 아래에는 흡착 장치(40)와 접촉하여 온도 조정기(29)가 배치되어 있고, 온도 조정기(29)에는 열전원(30)이 전기적으로 접속되어 있다. 열전원(30)을 기동하면, 온도 조정기(29)는 가열 또는 냉각되어 열전도에 의해 온도 조정기(29)에 접촉되어 있는 유전체층(5)이 가열 또는 냉각되게 되어 있다. 유전체층(5)이 가열 또는 냉각되면, 유전체층(5)과의 접촉에 의해 열전도성 가스가 가열 또는 냉각되고, 가열 또는 냉각된 열전도성 가스가 처리 대상물(6)에 접촉하여, 처리 대상물(6)이 가열 또는 냉각된다.
진공조(11)에는 열전도성 가스 유량 측정 장치(24)가 접속되어 있고, 처리 대상물(6)을 유전체층(5)에 재치하였을 때, 열전도성 가스 유량 측정 장치(24)에 의해, 유전체층(5)과 처리 대상물(6)과의 사이에서 리크하는 열전도성 가스의 유량을 측정할 수 있게 되어 있다.
플라즈마 생성부(20)는 통형의 플라즈마 생성 용기(34)와 플라즈마 생성 용기(34)의 외측의 측면을 감아 돌리는 코일(36)을 가지고 있다. 플라즈마 생성 용기(34)의 저면은 개구로 되어 있고, 개구의 가장자리는 진공조(11)에 설치된 개구의 가장자리와 접촉하고, 플라즈마 생성 용기(34)의 내부와 진공조(11)의 내부는 연결되어 있다.
플라즈마 생성 용기(34)에는 플라즈마 생성 가스 도입 장치(21)가 접속되어 있고, 플라즈마 생성 가스를 플라즈마 생성 용기(34)의 내부에 공급할 수 있다. 코일(36)에는 플라즈마 생성용 교류 전원(35)이 전기적으로 접속되어 있고, 플라즈마 생성용 교류 전원(35)으로부터 코일(36)에 교류 전류를 흘리면, 플라즈마 생성 용기(34)의 내부에 고주파 자계(교류 자계)가 발생하게 되어 있다. 고주파 자계에 의해 플라즈마 생성 가스는 플라즈마 생성 용기(34)내에서 전리되고, 플라즈마 생성 가스의 플라즈마가 플라즈마 생성 용기(34)내에서 생성된다. 플라즈마 생성부(20)의 각 부재는 단극(3)과는 이간하여 배치되어 있다.
이러한 구조를 가지는 진공 처리 장치(1)를 이용하여 진공 처리를 행하는 순서를 플라즈마 가공을 예로 설명한다. 또한, 처리 대상물(6)은 절연성 기판이며, 플라즈마로 깎지 않는 부분은 유기 화합물의 박막으로 덮여 있는 것으로 한다.
여기에서는 처리 대상물(6)에 사파이어(Al2O3)를 이용한다. 처리 대상물(6)로서는 사파이어 외에, 질화 갈륨(GaN), 석영(SiO2), 탄화 규소(SiC), 셀렌화 아연(ZnSe), 산화 아연(ZnO)을 이용할 수 있다. 또한, 알루미늄 갈륨 비소(AlGaAs), 갈륨 비소 인(GaAsP), 인듐 질화 갈륨(InGaN), 알루미늄 질화 갈륨(AlGaN), 인화 갈륨(GaP), 알루미늄 인듐 갈륨 인(AlGaInP)의 박막으로 덮인 절연성 기판도 이용된다.
우선, 진공 배기 장치(19)에 의해 진공조(11)의 내부와 플라즈마 생성 용기(34)의 내부를 진공 배기하여, 진공 분위기로 유지한다.
기판 승강 제어장치(17)를 기동하여, 기판 승강 기구(18)를 흡착 장치(40)의 윗쪽으로 돌출하게 해 둔다. 진공 처리 장치(1)내의 진공 분위기를 유지하면서 처리 대상물(6)을 진공조(11)내에 반입하고, 기판 승강 기구(18)에 재치한다. 기판 승강 제어장치(17)를 기동하여, 기판 승강 기구(18)와 함께 처리 대상물(6)을 강하시켜, 처리 대상물(6)을 유전체층(5) 위에 재치한다.
처리 대상물(6)을 흡착 장치(40)에 흡착하기 위해서, 흡착용 전원(16)을 기동하여, 단극(3)에 흡착 전압을 인가한다. 여기에서는, 흡착 전압으로서 정전압과 부전압을 교대로 인가한다. 열전도성 가스 공급 장치(10)로부터 홈(28)내에의 열전도성 가스의 도입을 개시하고, 열전원(30)을 기동하여 처리 대상물(6)을 냉각한다. 여기에서는 열전도성 가스로서 헬륨 가스를 이용한다. 이후, 유전체층(5)과 처리 대상물(6)과의 사이의 틈으로부터 리크하는 열전도성 가스의 유량을 열전도성 가스 유량 측정 장치(24)로 계속 측정한다.
본 발명에 있어서는, 열전도성 가스에 의한 흡착력 측정 방법을 이용한다. 처리 대상물(6)과 유전체층(5)이 강하게 흡착되어 있으면, 처리 대상물(6)과 유전체층(5)과의 틈으로부터 리크하는 헬륨 가스의 유량이 적고, 역으로 흡착력이 작으면 리크하는 헬륨 가스의 유량이 많아지기 때문에, 리크하는 헬륨 가스의 유량을 측정하는 것으로, 처리 대상물(6)과 유전체층(5)과의 사이의 흡착력을 측정할 수 있다.
플라즈마 생성용 교류 전원(35)을 기동하여, 코일(36)에 교류 전류를 흘려, 플라즈마 생성 가스 도입 장치(21)로부터 플라즈마 생성 용기(34)의 내부에 플라즈마 생성 가스(에칭 가스)를 도입한다. 도입된 플라즈마 생성 가스가 고주파 자계에 의해 전리되어 플라즈마가 발생한다. 생성된 플라즈마가 도체가 되어 흡착 장치(40)와 처리 대상물(6)과의 사이에 흡착력이 작용하는 것과 함께, 처리 대상물(6)의 유기 화합물의 박막으로 마스크되어 있지 않은 부분이 에칭된다.
에칭 종료후, 흡착용 전원(16)에 의한 전압 인가를 종료하고, 처리 대상물(6)과 흡착 장치(40)와의 흡착력이 소실된 후, 기판 승강 제어장치(17)를 동작시켜, 처리 대상물(6)을 상승시키고, 처리 대상물(6)과 유전체층(5)을 갈라 놓는다. 처리 대상물(6)을 진공조(11)로부터 반출하여, 다음의 처리 대상물(6)을 진공조(11)내에 반입하고 기판 승강 기구(18) 위에 재치한다.
또한, 여기에서 플라즈마 생성부(20)는 진공조(11)내에 교류 자계를 형성하여 플라즈마 생성 용기(34)의 내부에서 플라즈마를 생성하도록 구성되어 있었지만(유도 결합 방식), 진공조나 플라즈마 생성 용기의 내부에 2개 1조의 전극을 배치하여, 배치된 1조의 2개의 전극에, 서로 역극성의 고주파 전압(교류 전압)을 인가하여 방전시켜 플라즈마를 생성하도록 구성하여도 되고(RF방식), 진공조나 플라즈마 생성 용기의 내부에 배치된 1조의 전극에 서로 역극성의 직류 전압을 인가하여 방전시켜 플라즈마를 생성하도록 구성하여도 된다(DC방식).
또한, 여기에서는 도 1의 진공 처리 장치(1)를 에칭에 이용하였지만, 에칭에 한정되지 않고, 세정, 활성화, 성막에도 이용할 수 있다.
실시예
＜실시예 1＞
상기 단극(3)에 인가하는, 정전압과 부전압을 포함하여 주기적인 변화를 반복하는 흡착 전압으로서 부, 제로, 정, 제로를 각각 10초마다 절환하는 전압을 단극(3)에 인가한다. 이 때의 헬륨 리크량(누설량)의 변화를 측정한 결과를 도 4에 도시한다. 도 4에 있어서, 인가하는 흡착 전압을 정으로 하였을 때에 헬륨 리크량(리크하는 헬륨 가스의 유량)이 증가하여 흡착력이 약해지지만, 인가하는 출력전압을 부로 하였을 때는 헬륨 리크량이 감소하여 흡착력이 회복되는 것이 도시되어 있다. 즉, 상기와 같은 주기적인 출력전압의 인가에 의해, 계속적으로 흡착이 가능하다고 하는 것이 도시되어 있다.
＜실시예 2＞
상기 단극(3)에 인가하는 정전압과 부전압을 포함하여 주기적인 변화를 반복하는 흡착 전압을, 제로, 부, 제로, 정의 반복으로 하고, 정전압의 인가 시간을 부전압의 인가 시간에 비하여 짧게한다. 다만, 정전압의 인가 시간은 1초 이상으로 한다. 예를 들면, 제로, 부, 제로, 정의 인가 시간을 각각, 4.5초, 50초, 4.5초, 1초로 한다. 이 때의 헬륨 리크량의 측정 데이터는 도 5와 같이 된다. 정의 전압을 인가하면 헬륨 리크량이 증가하여 가지만, 도 5에 있어서의 정전압 인가 시간이 도 4의 경우에 비해 짧기 때문에, 헬륨 리크량의 증분이 도 4의 경우에 비해 작다. 이러한 전압 인가 과정에 의해 헬륨 리크량을 도 4의 경우보다 낮은 상태로 유지할 수 있고, 따라서 흡착력이 강한 상태로 유지할 수 있다.
부의 전압을 계속 인가하면 점차 흡착력이 약하게 되어 가는 것을 알고 있다. 그 때문에, 정의 전압 인가를 인가하는 시간이 필요하게 되지만, 정전압의 인가를 계속하면 점차 흡착력이 약해져 버린다. 부전압으로 되돌렸을 때에 흡착력을 회복하기 위해서 필요하게 되는 정전압 인가 시간은 1초라도 좋다. 1초간의 정전압 인가 경과후는 신속하게 부전압으로 되돌리는 것으로 흡착력을 유지할 수 있다.
부전압의 백 그라운드에 정전압의 펄스를 걸은 주기적 전압 인가 과정이며, 정전압의 인가 시간이 부전압의 인가 시간에 비해 짧고, 또한 정전압 인가 시간이 1초 이상인 것 같은 전압 인가 과정이 흡착력 유지에 유효하다.
＜비교예 1＞
상기 단극(3)에 인가하는, 정전압과 부전압을 포함하여 주기적인 변화를 반복하는 출력전압을 부의 직류 전압으로 대체한 경우, 헬륨 리크량의 변화는 도 6과 같이 된다. 도 6에는 코일(36)에 공급하는 전력이 700W시와 300W시의 그래프가 묘사되어 있고, 양쪽 모두 시간이 경과하면 헬륨 리크량이 증가하여 가는 것, 즉 처리 대상물(6)과 흡착 장치(40)와의 사이의 흡착력이 작게 되어 가는 것을 도시하고 있다. 더욱이, 흡착력의 감소 정도는 플라즈마에 의존하고 있어, 코일(36)을 통해서 플라즈마에 공급되는 전력이 큰 쪽이 흡착력의 감소가 빠른 것을 읽어낼 수 있다.
＜비교예 2＞
도 7에, 상기 단극(3)에 인가하는 출력전압을 10초마다 변화시켰을 경우의 헬륨 리크량의 변화를 도시하였다. 도 7에 있어서 0초부터 100초까지는, 제로, 부, 제로, 정의 전압을 반복하여 인가하고 있다. 다만, 전압의 크기는 전술한 도 4의 경우의 2배이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 부전압, 제로 전압을 인가하고 있을 때는 정전압 인가시에 비해 헬륨 리크량이 적고, 흡착력이 강하지만, 10초간의 정전압 인가시에, 헬륨 리크량이 증가하여 가고, 흡착력이 약해져 있다.
100초부터 190초까지는 제로 전압과 부전압이 교대로 인가되고 있다. 160초의 시점에서, 헬륨 리크량이 100초부터 150초까지에 비하여 급증하고 있다. 이것으로부터, 제로 전압과 부전압의 반복에서는 흡착력을 유지할 수 있는 시간은 겨우 60초이며, 그 이상 흡착력을 유지하기 위해서는 정전압 인가가 필수인 것이 시사된다.
요컨데, 부전압의 인가는 정전압의 인가 시간이상이며, 정전압의 인가 시간은 1초이상 10초미만이다.
190초부터 240초에 있어서는, 제 1의 부전압과 제 1의 부전압의 절대값보다 작은 절대값을 가지는 제 2의 부전압을 교대로 인가하고 있다. 제 2의 부전압을 인가했을 때에 헬륨 리크량이 증가하고, 흡착력이 유지되고 있지 않은 것을 알 수 있다.
240초부터 280초까지는, 제로 전압과 정전압이 교대로 인가되어 있다. 10초간의 정전압 인가시에 헬륨 리크량이 증가하고, 흡착력이 유지되고 있지 않은 것을 알 수 있다. 280초 이후는, 80초간중 10초간을 정으로 인가하고, 나머지의 70초간은 제로 또는 부의 전압을 인가하고 있다. 이 과정에 있어서도, 헬륨 리크량을 억제해 두지 못하고, 흡착력이 유지되어 있지 않은 것을 알 수 있다.
1 : 진공 처리 장치 3 : 단극
5 : 유전체층 6 : 처리 대상물
10 : 열전도성 가스 공급 장치 11 : 진공조
16 : 흡착용 전원 19 : 진공 배기 장치
20 : 플라즈마 생성부 21 : 플라즈마 생성 가스 도입 장치
28 : 홈 40 : 흡착 장치

Claims (9)

  1. 접지 전위에 접속된 진공조와,
    상기 진공조에 접속된 진공 배기 장치와,
    상기 진공조 내부에 배치된 흡착 장치와,
    상기 흡착 장치에 설치된 단극과,
    상기 단극에 전기적으로 접속된 흡착용 전원과,
    상기 진공조내에 플라즈마 생성 가스를 도입하는 플라즈마 생성 가스 도입 장치와,
    상기 플라즈마 생성 가스를 플라즈마로 하는 플라즈마 생성부를 가지고,
    상기 흡착 장치상에 처리 대상물을 배치하여 상기 진공조내에 상기 플라즈마를 생성하면서 상기 흡착용 전원에 의해 상기 단극에 흡착 전압을 인가하고, 상기 처리 대상물을 상기 흡착 장치에 흡착하면서 플라즈마에 의해 처리하는 진공 처리 장치이며,
    상기 플라즈마 생성부는 상기 단극과는 이간하여 배치되고,
    상기 처리 대상물에는 절연성 기판이 이용되고,
    상기 단극에는 상기 흡착용 전원으로부터, 정전압과 부전압과의 사이에서 주기적으로 변화하는 상기 흡착 전압이 인가되는 진공 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착 장치 표면에는 홈이 형성되고,
    상기 홈에는 상기 홈에 열전도성 가스를 공급하는 열전도성 가스 공급 장치가 접속된 진공 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착용 전원은 상기 정전압의 인가 시간이 상기 부전압의 인가 시간 이하의 시간으로 된 상기 흡착 전압을 출력하도록 설정된 진공 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 흡착용 전원은 상기 정전압을 1초 이상의 시간으로 출력하도록 설정된 진공 처리 장치.
  5. 접지 전위에 접속된 진공조와,
    상기 진공조에 접속된 진공 배기 장치와,
    상기 진공조 내부에 배치된 흡착 장치와,
    상기 흡착 장치에 설치된 단극과,
    상기 단극에 전기적으로 접속된 흡착용 전원과,
    상기 진공조내에 플라즈마 생성 가스를 도입하는 플라즈마 생성 가스 도입 장치와,
    상기 플라즈마 생성 가스를 플라즈마로 하는 플라즈마 생성부를 가지고,
    상기 플라즈마 생성부는 상기 단극과는 이간하여 배치된 진공 처리 장치를 이용하고,
    상기 흡착 장치상에 처리 대상물을 배치하여 상기 진공조내에 상기 플라즈마를 생성하면서 상기 흡착용 전원에 의해 상기 단극에 흡착 전압을 출력하고, 상기 처리 대상물을 상기 흡착 장치에 흡착하면서 플라즈마에 의해 처리하는 진공 처리 방법이며,
    상기 처리 대상물에 절연성 기판을 이용하여,
    상기 처리 대상물을 상기 플라즈마에 접촉시키면서, 정전압과 부전압이 주기적으로 변화하는 상기 흡착 전압을 상기 흡착용 전원으로부터 출력시켜, 상기 흡착 전압을 상기 단극에 인가하여 상기 처리 대상물을 상기 흡착 장치에 흡착시키는 진공 처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연성 기판은 사파이어인 진공 처리 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착 전압은 상기 정전압의 인가 시간이 상기 부전압의 인가 시간 이하의 시간으로 된 진공 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 정전압의 인가 시간은 1초 이상으로 된 진공 처리 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 플라즈마로 상기 처리 대상물을 진공 처리할 때에, 상기 흡착 장치 표면과 상기 절연성 기판과의 사이에 열전도성 가스를 도입하는 진공 처리 방법.
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